石化设备脱硝改造中的问题及解决方法

徐丽娜

（三门峡昊博化工工程有限公司，河南三门峡 472000）

从当前燃煤发电厂的实际情况来分析，污染物的排放是制约环境发展的重大问题。为了响应国家提出的低碳经济、绿色发展的方针政策，在燃煤发电厂实施新型的环境保护措施进行脱硝改造是极为必要的。脱硝改造能够依据石化设备的不同特点，选择科学的治理方案，为企业的节能减排工作做出贡献，在一定程度上缓解环境恶化问题，由此得出，脱硝技术改造对企业对社会意义重大。

1 脱硝改造分析

1.1 燃煤发电厂脱硝改造的原因

燃煤发电厂利用石化设备工作中，会释放出大量的NOX，NOX是一种对人体有害的物质，NOX中对人体伤害最大的是NO2，它直接对人体的呼吸系统造成严重伤害，同时还会引发肺气肿等多种疾病。另外NOX对植物也有很大破坏作用，环境污染直接导致植物叶片发黄、停止生长，甚至会引起植物枯萎问题发生。

1.2 脱硝改造的方式

环境问题日益严峻的情况下，人们提出了多种的解决环境污染的方法，针对燃煤发电厂是石化设备产生的NOX污染物排放问题，也逐渐成为企业关注的焦点问题，有针对性地对它展开研究工作，从目前情况来看，人们提出了多种脱硝技术形式。

1.2.1 低氮燃烧器改造

低氮燃烧技术具有在出口位置分级燃烧的特点，并吸收了双级布置和分离燃烧理念，从而实现了在多煤种下的低氮燃烧器技术，从而达到抑制NOX产生的目的。

1.2.2 低过量空气燃烧技术

此技术是优化装置，能够有效降低氮氧化物的产生，不需要改造燃烧器的内部结构装置，在一定条件下降低NOX排放量，同时能够提高装置的运行效率。

1.2.3 空气分级燃烧技术

空气分级燃烧主要的特点是通过煤粉与空气混合，在燃烧当中使更多空气混入，这样煤粉的燃烧就会在低氧环境下进行，氮氧化物的排放量降低。空气分级燃烧分为水平和垂直分级两种。

1.2.4 燃料分级技术

燃料分级技术主要有三个区域：主燃烧区、再燃烧区、燃尽区。

主燃烧区指的是在缺氧的条件下主燃料进行燃烧，生成NOX。再燃烧区是在锅炉中的二次燃料，能够将主燃烧区的NOX生成N2。燃尽区主要是对生成N2的上方，混合少量空气使再燃烧区的燃料完全燃烧。

2 选择性催化还原SCR和SNCR技术存在问题及解决方法

选择性催化还原SCR 技术存在多种问题。SCR 中出现催化剂失活、HN3消失等多种问题，而SNCR 出现了多种问题：

1）要对NOX进行还原，就必须保证氮量的充足，氮量不足对氮气利用率不高，这样一来易导致剩余的氨消失，氨的消失容易对环境造成污染，同时引起氨堵塞或者对其他设备造成腐蚀。

2）产生的N2O 容易使温度升高，造成温室效应，通过研究发现，通过尿素催化产生的N2O 要远远多于通过氨产生的N2O。

3）若不注意控制，使用尿素还原产生较多的一氧化碳，在燃烧器末端，一氧化碳排放量增加很多。

4）锅炉主体温度大于800℃，这时在炉口放入低温尿素液体，能阻止煤炭高温继续燃烧，引发飞灰，从而降低碳的燃烧。

5）因为主要燃烧区域空气系数下降，使主燃烧区域的燃烧不充分，同时燃尽区域在屏底部附近，燃尽区域的燃烧不足以弥补主燃烧区域的燃烧减少量，因此导致飞灰含碳量升高。

6）SNCR 喷射中，喷射器是利用高压蒸汽当做雾化蒸汽，当雾化蒸汽在0.6～0.9MPa 时，喷射头处容易滴落尿素液，当滴落的尿素液至水冷壁上时就会形成连续的液态膜，当炉内温度到达一定程度时，水分蒸发使尿素分解，其中的甲氨含量也随之增加，并会对水冷管造成一定的腐蚀性，引起泄漏危险。

7） 低温省煤器堵塞。石化设备进行脱硝改造，低温省煤器的压差逐渐加大，导致换热效率降低。石化设备停后发现低省堵塞情况严重。依据相关情况，对堵塞物成分进行分析判断，发现阳离子为钙离子与氨离子。堵塞物去除采取的主要措施为改变吹灰方式，由传统的吹灰变为蒸汽吹灰；调整石化设备的喷尿素溶液的含量，对氨减少量严格控制；降低石化设备中煤的Cl 离子和S 离子含量。

3 燃煤脱硝改造中的解决方法

1） 对燃煤发电厂的锅炉进行脱硝改造，一般重点关注脱硝率方面。因空气分级燃烧得到的脱硝率，一定程度上与燃烧区中的化学含量有关联，低氮燃烧技术与OFA 利用降低空燃率来达到脱硝的最终目的[1]。

2） 降低空燃率这种方式的结果是一氧化碳及灰尘中燃烧的碳总量加大。所以，一般在锅炉脱硝改造中应着重在脱硝的同时，控制好排放问题，尤其是对于可燃物的排放。

3） 另外SNCR 的性能跟燃料燃烧是否完全有很大关系，从炉内区域排放的一氧化碳，若其排放质量指标较高，则证明SNCR 脱硝率低，针对此问题，还要重点注意OFA 的问题，采取积极有效手段降低一氧化碳排放含量，进而保证了脱硝的成效。

4） 在NOX减排改造当中要注意以下问题：首先对低氮燃烧器进行改造，低氮燃烧技术优化设计，同时改善SCR 和SNCR 技术难题；其次是还要关注除尘器的更新、空气预热机等辅助设备的更新改造问题。

5） 针对飞灰含碳量升高的问题，一般会采取下面的方法进行处理：调低煤粉颗粒细度，提高煤粉的整体均匀性。煤粉颗粒细度越细，一般情况下燃烧越充分，燃尽时间越会缩短，同时燃尽率更高，飞灰中的含碳量也会更低；煤粉颗粒细度一定的情况下，煤粉均匀性指标越高，粗颗粒数量也会减少，飞灰中的含碳量也会更低。

4 石化设备脱硝改造的影响

4.1 脱硝改造的积极影响

对于石化设备的脱硝改造结果，能够看出NOX排放物明显减少，减少了对森林植被的破坏程度，减轻了土壤营养成分流失的情况、以及减轻了农业减产、水源污染等情况；最主要的是NOX排放物减少，降低了NOX对人体的危害，使肺气肿及支气管炎的发病率降低，有利于人们身体健康。

脱硝的改造是符合社会发展规律的，在新时期，国家倡导低碳经济，绿色发展，在这种主流趋势下，脱硝改造对是一种有利于人们，有利于社会和自然环境发展的重大工程。

4.2 脱硝改造的消极影响

从利用脱硝技术改造的燃煤发电厂方面来讲，因为脱硝工作需要耗费巨大的资金，这对于一个工厂是巨大的资金投入，同时后期维护也需要不断投入资金，无形中增加了燃煤发电厂的经济负担。虽然国家给予工厂一些补贴优惠政策，但是对电厂是远远不够的，补贴占据总改造费用的比例很小。况且目前国家，要求燃煤发电厂石化设备必须脱硝，这是强制性的，煤电厂被迫改造，改造成本的增加，很大程度上使燃煤发电厂的积极性受到打击[2]，工厂补贴不足，所以更多的煤电厂希望政府能够对石化设备改造加强重视，提高补助，这样才能提高工厂改造的积极性，实现双赢的局面。

5 结束语

综上所述，随着社会发展，在倡导低碳经济，绿色发展的社会大环境下，对燃煤发电厂石化设备的节能提出了要求，因此就要对煤电厂的石化设备脱硝系统采取必要的改造措施。脱硝系统的改造能够减少大气污染物排放，降低对环境的破坏作用。脱硝过程要依据石化设备的具体情况，采取科学合理的改造技术，提高燃煤发电厂技术改造的成果。煤电厂的石化设备脱硝改造问题是当前社会的热点话题，它直接影响到人们居住的环境质量，因此还需要相关技术人员继续探索和研究。