關(guān)于火力發(fā)電廠脫硝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

郝寧寧

（江蘇南京熱電工程設(shè)計(jì)院，南京 211100）

關(guān)于火力發(fā)電廠脫硝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

郝寧寧

（江蘇南京熱電工程設(shè)計(jì)院，南京 211100）

氮氧化合物是大氣污染的主要來(lái)源之一，也是環(huán)境污染綜合治理的主要對(duì)象。本文主要對(duì)火力發(fā)電廠的脫硝技術(shù)做了一定的研究。首先總結(jié)陳述了目前我國(guó)脫硝技術(shù)的現(xiàn)狀，隨后列舉了幾項(xiàng)目前常見的脫硝技術(shù)，最后對(duì)脫硝技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。

火力發(fā)電；脫硝技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1 前言

隨著生態(tài)文明建設(shè)越來(lái)越受到國(guó)家的重視，環(huán)境污染問題的日益凸顯，人們對(duì)自己生存的家園的關(guān)注也越來(lái)越多。其中大氣污染是人們關(guān)注最多的問題，日益嚴(yán)重的霧霾問題也是影響著人們的身心健康。傳統(tǒng)的火力發(fā)電產(chǎn)生的廢氣對(duì)大氣環(huán)境有一定的污染，所以需要有先進(jìn)的技術(shù)對(duì)廢氣進(jìn)行處理，也就是火力發(fā)電廠的脫硝技術(shù)。

2 脫硝技術(shù)的現(xiàn)狀

就我國(guó)目前的情況來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的煙氣脫硝技術(shù)中包含有一種叫做低NOx燃燒的脫硝技術(shù)，雖然這種技術(shù)對(duì)降低氮氧化物的排放量起到一定的作用，但是這種技術(shù)本身存在著一定的問題，其中最主要的便是這種技術(shù)要用到安全性并不高的爐膛燃燒，并且其燃燒的效率也不是很高，這就是該技術(shù)的局限性所在。其實(shí)煙氣的處理技術(shù)分為多種，包括液體吸收法，這種方法效率較低且其凈化的效果比較差，就目前的技術(shù)發(fā)展水平來(lái)說(shuō)還不適宜進(jìn)行大范圍推廣。

另一種處理方法便是吸附法，效率高是這種脫硝方法的一大亮點(diǎn)，遺憾的是這種方法的吸附量不是很大，并且還有一個(gè)致命問題便是這種方法需要的設(shè)備規(guī)模很大，所以造成了這種方法很難被廣泛利用；還有一種方法是脈沖電暈法，這種方法既能脫硫也能脫硝，然而其需要在工作的過程中實(shí)現(xiàn)高壓脈沖，用到的電源功率大且脈沖窄，還有一個(gè)問題是使用的期限很短。

此外還有一些新型的技術(shù)方法如電子束法脫硝法、液膜法、微生物法等等，電子束法能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)脫硫和脫硝，但該方法的能耗比較高，還需在降能耗的角度進(jìn)行改進(jìn)且還需積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。就目前的發(fā)展情況來(lái)看SCR技術(shù)作為一種高科技技術(shù)在脫硝方面的發(fā)展是最為成熟的。目前在國(guó)外有很多大型的發(fā)電站都配備了相關(guān)設(shè)備且應(yīng)用了這種技術(shù)，但同時(shí)由于這種技術(shù)的先進(jìn)性造成了成本比較高而且使用壽命不夠長(zhǎng)。所以在中國(guó)的發(fā)展還只是在起步階段，部分的發(fā)電廠已開始著手實(shí)施SCR技術(shù)，并通過技術(shù)的進(jìn)步逐漸克服這些缺點(diǎn)，努力實(shí)現(xiàn)在各火力發(fā)電場(chǎng)中的廣泛應(yīng)用。

3 脫硝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在上述提到的所有脫硝技術(shù)當(dāng)中，其中低NOx燃燒技術(shù)雖然在減排的角度有一定的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)減少NOx排放達(dá)到30%～50%左右的水平，但同時(shí)這種低氮燃燒技術(shù)或其他類似技術(shù)由于需要在爐膛燃燒所以均涉及到安全問題或者是效率問題，這是局限其發(fā)展的主要因素。而另一方面，在種類繁多的煙氣處理技術(shù)當(dāng)中，不管是液體吸收法還是吸附法都由于上面提到的種種缺陷而無(wú)法廣泛應(yīng)用，液膜法和微生物法作為兩個(gè)新興的技術(shù)種類還不成熟且有待發(fā)展。

就目前的發(fā)展情況來(lái)講，脫除效率最高、最為成熟的技術(shù)是SCR技術(shù)。其在國(guó)外的發(fā)展已經(jīng)得到了一段時(shí)間實(shí)踐的檢驗(yàn)。其中美國(guó)1998年頒布的NOxSIP法令中明確規(guī)定了其應(yīng)用需要廣泛推廣，該法令頒布時(shí)EPA便已經(jīng)預(yù)計(jì)將安裝75GW的SCR系統(tǒng)，發(fā)展和完善至今大約已經(jīng)累計(jì)安裝到60GW左右。

鄰國(guó)的日本同樣對(duì)SCR技術(shù)在脫硝領(lǐng)域的應(yīng)用有法律法規(guī)明文的規(guī)定，累計(jì)至今大約共有23.1GW的SCR系統(tǒng)已經(jīng)安裝并且投入了使用。同樣，在歐洲的大部分地區(qū)里，所有的正規(guī)大型發(fā)電站均采用了SCR技術(shù)。雖然SCR技術(shù)有其特有的優(yōu)勢(shì)，并就目前的發(fā)展來(lái)看也比較適宜大范圍推廣，但同時(shí)也需要注意的是該技術(shù)也同時(shí)具有一定范圍內(nèi)的缺點(diǎn)，如投資和運(yùn)行成本一直居高不下；特有的催化劑的活性和壽命均不夠長(zhǎng)以及價(jià)格始終較貴等一系列問題。

目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開始有一些地方的發(fā)電廠開始在生產(chǎn)過程中實(shí)施脫硝工程，為了更好的做好脫硝工作，切實(shí)保護(hù)好環(huán)境，中國(guó)應(yīng)盡早并盡快掌握SCR這一關(guān)鍵的核心技術(shù)，并通過發(fā)展逐漸使其達(dá)到國(guó)產(chǎn)化的目的，尤其是SCR專用催化劑的研發(fā)生產(chǎn)和制造技術(shù)，這樣可以大大的減少SCR系統(tǒng)的投資成本和使用成本。

另外還有一些其他的技術(shù)方法，例如SNCR法同樣是較成熟的脫硝技術(shù)，一旦通過技術(shù)上的完善克服技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵缺點(diǎn)，其應(yīng)用前景同樣會(huì)非常廣泛。至于微生物法，由于處理污染物本應(yīng)該是一個(gè)更加接近于自然的過程，所以包括人類所研究的在內(nèi)都只是不斷強(qiáng)化和優(yōu)化這一技術(shù)過程，并且隨著研究的不斷加強(qiáng)和深入，這一技術(shù)必將會(huì)得到全面發(fā)展，并逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的應(yīng)用，并成為最具技術(shù)實(shí)力和應(yīng)用前景的脫硝技術(shù)。

脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1）要充分立足于SCR煙氣脫硝技術(shù)，以其為基礎(chǔ)進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新和發(fā)展。SCR技術(shù)作為發(fā)展到目前為止最為成熟且脫硝效率最高的應(yīng)用級(jí)的技術(shù)，理應(yīng)盡快進(jìn)行技術(shù)上的引進(jìn)和消化吸收。

2）在全面的掌握了SCR技術(shù)之后，便可以SNCR技術(shù)為突破口和有望實(shí)現(xiàn)再增長(zhǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)，促進(jìn)SNCR/SCR法或SCR與其他低NOx燃燒技術(shù)混合法作為下一階段的技術(shù)發(fā)展方向。

3）注意研究并開發(fā)適合我國(guó)現(xiàn)實(shí)使用環(huán)境的SCR法催化劑。結(jié)合我國(guó)目前煤燃料具有高灰、高重金屬的屬性特點(diǎn)，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SCR催化劑和能夠在低溫環(huán)境下運(yùn)行的SCR催化劑。

4）開展煙氣脫硝過程的流場(chǎng)特點(diǎn)分析和基礎(chǔ)理論研究。其實(shí)從根本上來(lái)講SCR法的關(guān)鍵主要就在于催化劑的選擇以及煙氣流場(chǎng)的優(yōu)化；而SNCR法的關(guān)鍵在與爐膛內(nèi)溫度場(chǎng)分布特點(diǎn)與控制的研究。具體方法上可以利用CFD進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，也可以利用實(shí)體物理模型來(lái)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

從環(huán)境保護(hù)出發(fā)，為了全面減少煙氣中氮氧化物的排放，要從兩方面入手，一是要從根本上改進(jìn)燃燒技術(shù)，另一方面則是要加強(qiáng)對(duì)排煙中氮氧化物的凈化和治理。目前煙氣的脫硝技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了一定的發(fā)展歷程，大氣環(huán)境事關(guān)百姓的身體健康，需要從基礎(chǔ)研究和實(shí)踐同時(shí)加強(qiáng)，逐漸完善脫硝技術(shù)并在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。

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