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摘要：本文主要基于我国电厂烟气SCR脱销工艺以及特点的介绍和分析，目的是为了能够更好地为日益增多的同类型脱硝装置的工艺设计与设备选型提供一定的借鉴。
关键词：电厂烟气；SCR；脱销工艺；特点分析
中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的发展, 在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人类生存的四大杀手。在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。排放燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨的主要来源。经济的发展同时伴随着耗电量的剧增，这使得燃煤电厂的烟气排放成为重点关注对象。目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目, 但烟气脱硝正待全面展开。有研究资料表明，近年酸雨的类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化，如果再不加强对烟气中氮氧化物的治理, 氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将直线上升, 并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。
隨着我国工业化进程的不断深化，近年来我国工业得到了较为快速地发展。其中燃煤发电工业就是一个方面。目前，我国在燃煤发电方面的发展十分迅速，为我国的国民经济的不断增长带来极大促进作用。然而，片面地对经济效益的追求是远远不够的，因为燃煤发电厂会产生很多NOx，而它却对人体有极大的危害性。因此，需要对其进行预防与控制。目前，对燃煤发电厂产生的氮氧化物的防治措施主要采用了低氮燃烧技术，对于该技术虽然在一定程度上可以缓解氮氧化物的污染，但是该技术的脱销效率非常有限。因此，急需一个脱销效率极高的技术加以防治，近年来，随着我国燃煤电厂的氮氧化物的污染日益严重以及受到越来越多的人们的关注。一种新型的、高效的脱销技术就这样诞生了——SCR脱销技术。下文就是对该技术的特点进行了介绍和分析，以更好地为日益增多的同类型脱硝装置的工艺设计与设备选型提供一定的借鉴。
1 SCR系统介绍
SCR脱销技术，其英文全称为Selective Catalytic Reduction，翻译为选择性催化剂还原技术。其主要的原理就是在脱销催化剂的作用下，还原剂氨气在温度很低的情况下将一氧化氮和二氧化氮还原成为氮气，在此种情况下几乎不会发生氨气的氧化反应。这就使得氮气的选择性有了很大程度的提高，减少了氨气的消耗。SCR技术首先诞生于上个世纪的日本，紧接着在八九十年代，欧美发达国家也将此技术投入了工业应用，当时的脱销效率就已经达到了85％以上，如今，随着时间的推移，该技术不但没有淡出人们的视线，继续在化工企业中投入使用。而且使用效果较以往有所提高，在世界范围内，已经被公认为是大型工业锅炉中烟气脱销的主要方法及途径。注意。其脱销速度是与氮氧化物之间存在着一定的关系，即NH3，NOx的摩尔比为1时，氮氧化物的脱硫效率高达90％，而且还能对氨气的逃逸量以及逃逸速度进行有效地控制。为了确保烟气在进入吸收塔之内时温度不是急剧上升，一般讲SCR反应器一般需要放置在省煤器的后面以及空气预热器的前面。氨气在实际地操作过程中。需要保证氨气能够在加热环境下进行。当前时期下电厂烟气脱销过程中使用最多的一种工艺就选择性催化还原法，简称SCK法。该种方法脱销效率十分大，非常适合我国国情。因此，被我国各大电厂广泛地采用。
2 技术特点分析
2.1 氨区的安全技术
氨气在脱销过程中，发挥着十分大的左右，但氨气一般具有刺激性气味，属于化学危险品。氨气具有的化学性质，主要包括易燃性、可燃性以及刺激性等。在氨气发生泄漏时。氨会迅速在空气中被氧化，而且极易发生扩散，导致对周围的生态环境以及人类产生巨大的伤害。因此。燃煤电厂应该按照化工行业的设计规范对氨区的位置进行合理的设计，在设计时需要考虑氨区可能会出现的一系列不安全因素。如可能发生火灾、爆炸以及散发有毒物质等，均要将此纳入考虑的范围之中，采取的技术措施也要科学合理。如可以采取氨气吹扫、双水路供水喷淋、自动漏氨检测仪设置等技术措施，以确保氨站的安全与稳定运行。
2.2 氨气／烟气的混合技术
工程设计的难点是SCR反应器注氨系统。注入的氨气与烟气均匀混合是保证脱硝率和减少氨逃逸率的重要措施。该工程除了在每个SCR反应器的注氨烟道断面上布置了数量较多的喷嘴外，在喷嘴与催化剂层之间的烟道上又布设了氨气／烟气静态均混器、导流叶片、气流整流器，以达到烟气与氨气的均匀、有效混合。
2.3 未设旁路和灰斗
在对路旁的SCR脱销系统进行设计时，一般存在旁路挡板的积灰以及密封性方面等问题，再加上运行成本以及设备的维护费用高等问题，应该对其进行重新设计。通过查阅相关文献以及根据本工程的实际情况，采取了对路旁设置取消，简化系统的措施。此外，为了减少投资上的成本，SCR反应器不需要带有灰斗，只对进入空预器的SCR反应器出口烟道的走向与角度作适当优化。
2.4 催化剂的选用
SCR中如果缺少了催化剂，那么整个脱销过程将无法进行下去，因此可以说催化剂是SCR脱销系统中的最为核心的部位。目前，由于国内的生产技术有限。根本没有能力对SCR催化剂进行规模性的生产，因此燃煤厂SCR脱销催化剂都需要从国外进口。但是，虽然可以从国外进口催化剂，但是在对催化剂进行选择时，仍需要考虑一些因素。例如催化剂的类型、提及、尺寸大小、气流孔径以及使用温度等方面的因素，以上这些因素属于常规因素，对于某些重点问题，还需要进行考虑：
2.4.1 催化剂的组分。根据本工程的实际情况，选择的催化剂的组分含有五氧化二钒、三氧化钨以及二氧化钛。在这三种成分中，五氧化二钒的主要角色就是充当活化的角色，而且还可以将二氧化硫催化生成三氧化硫；二氧化钛是起着载体的作用的，这主要是由于二氧化钛的表面具有非常好的分散度与活性，而且二氧化硫经过氧化生成的三氧化硫与二氧化钛的反应十分弱，而且还属于可逆反应；三氧化钨所起的作用就是增加催化剂的活性与热稳性。有时也可以将组分中添加少许三氧化钼，其作用是为了抑制二氧化硫的氧化以及防止催化剂受烟气中砷元素的影响而发生中毒现象。
2.4.2 氧化钙的影响。本工程中所燃烧的煤中的钙含量约为30％左右，在飞灰中会产生大量的氧化钙。氧化钙会和催化剂表面上的三氧化硫进行结合而生成硫酸钙，这就会覆盖在催化剂的表面上，使得催化剂的活性减弱。对此。可以采取如下措施进行预防；改善催化剂的配方，例如可以在催化剂中加入钨和钼的含量，抑制三氧化硫的生成，从而能够减少硫酸钙的形成。
2.5 催化剂层数的设置
满足排放标准的前提就是要对层数进行设置，对于初期投资尽量减少。一般而言，每层的催化剂的脱销效率在40％左右，两层可以达到70％左右，三层就可以达到90％左右。对于本工程而言，脱销效率不能低于80％，远期脱销效率不能低于90％，采取了“二运行。一预留”的措施，该结构就有三层催化剂层，从而使得脱销效率大为增大。
参考文献：
[1] 朱林，吴碧君，段玖祥，等，SCR烟气脱销催化剂生产与应用现状[J].中国电力，2009,42(8).
[2] 陈进生，嵩屿电厂烟气SCR脱硝工艺及特点分析[J].电力环境保护，2011，22(6).
[3] 吴碧君，刘晓勘，王述刚，等，烟气脱硝工艺及其化学反应机理[J].电力环境保护，2010,22(6).
关键词：电厂烟气；SCR；脱销工艺；特点分析
中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的发展, 在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人类生存的四大杀手。在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。排放燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨的主要来源。经济的发展同时伴随着耗电量的剧增，这使得燃煤电厂的烟气排放成为重点关注对象。目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目, 但烟气脱硝正待全面展开。有研究资料表明，近年酸雨的类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化，如果再不加强对烟气中氮氧化物的治理, 氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将直线上升, 并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。
隨着我国工业化进程的不断深化，近年来我国工业得到了较为快速地发展。其中燃煤发电工业就是一个方面。目前，我国在燃煤发电方面的发展十分迅速，为我国的国民经济的不断增长带来极大促进作用。然而，片面地对经济效益的追求是远远不够的，因为燃煤发电厂会产生很多NOx，而它却对人体有极大的危害性。因此，需要对其进行预防与控制。目前，对燃煤发电厂产生的氮氧化物的防治措施主要采用了低氮燃烧技术，对于该技术虽然在一定程度上可以缓解氮氧化物的污染，但是该技术的脱销效率非常有限。因此，急需一个脱销效率极高的技术加以防治，近年来，随着我国燃煤电厂的氮氧化物的污染日益严重以及受到越来越多的人们的关注。一种新型的、高效的脱销技术就这样诞生了——SCR脱销技术。下文就是对该技术的特点进行了介绍和分析，以更好地为日益增多的同类型脱硝装置的工艺设计与设备选型提供一定的借鉴。
1 SCR系统介绍
SCR脱销技术，其英文全称为Selective Catalytic Reduction，翻译为选择性催化剂还原技术。其主要的原理就是在脱销催化剂的作用下，还原剂氨气在温度很低的情况下将一氧化氮和二氧化氮还原成为氮气，在此种情况下几乎不会发生氨气的氧化反应。这就使得氮气的选择性有了很大程度的提高，减少了氨气的消耗。SCR技术首先诞生于上个世纪的日本，紧接着在八九十年代，欧美发达国家也将此技术投入了工业应用，当时的脱销效率就已经达到了85％以上，如今，随着时间的推移，该技术不但没有淡出人们的视线，继续在化工企业中投入使用。而且使用效果较以往有所提高，在世界范围内，已经被公认为是大型工业锅炉中烟气脱销的主要方法及途径。注意。其脱销速度是与氮氧化物之间存在着一定的关系，即NH3，NOx的摩尔比为1时，氮氧化物的脱硫效率高达90％，而且还能对氨气的逃逸量以及逃逸速度进行有效地控制。为了确保烟气在进入吸收塔之内时温度不是急剧上升，一般讲SCR反应器一般需要放置在省煤器的后面以及空气预热器的前面。氨气在实际地操作过程中。需要保证氨气能够在加热环境下进行。当前时期下电厂烟气脱销过程中使用最多的一种工艺就选择性催化还原法，简称SCK法。该种方法脱销效率十分大，非常适合我国国情。因此，被我国各大电厂广泛地采用。
2 技术特点分析
2.1 氨区的安全技术
氨气在脱销过程中，发挥着十分大的左右，但氨气一般具有刺激性气味，属于化学危险品。氨气具有的化学性质，主要包括易燃性、可燃性以及刺激性等。在氨气发生泄漏时。氨会迅速在空气中被氧化，而且极易发生扩散，导致对周围的生态环境以及人类产生巨大的伤害。因此。燃煤电厂应该按照化工行业的设计规范对氨区的位置进行合理的设计，在设计时需要考虑氨区可能会出现的一系列不安全因素。如可能发生火灾、爆炸以及散发有毒物质等，均要将此纳入考虑的范围之中，采取的技术措施也要科学合理。如可以采取氨气吹扫、双水路供水喷淋、自动漏氨检测仪设置等技术措施，以确保氨站的安全与稳定运行。
2.2 氨气／烟气的混合技术
工程设计的难点是SCR反应器注氨系统。注入的氨气与烟气均匀混合是保证脱硝率和减少氨逃逸率的重要措施。该工程除了在每个SCR反应器的注氨烟道断面上布置了数量较多的喷嘴外，在喷嘴与催化剂层之间的烟道上又布设了氨气／烟气静态均混器、导流叶片、气流整流器，以达到烟气与氨气的均匀、有效混合。
2.3 未设旁路和灰斗
在对路旁的SCR脱销系统进行设计时，一般存在旁路挡板的积灰以及密封性方面等问题，再加上运行成本以及设备的维护费用高等问题，应该对其进行重新设计。通过查阅相关文献以及根据本工程的实际情况，采取了对路旁设置取消，简化系统的措施。此外，为了减少投资上的成本，SCR反应器不需要带有灰斗，只对进入空预器的SCR反应器出口烟道的走向与角度作适当优化。
2.4 催化剂的选用
SCR中如果缺少了催化剂，那么整个脱销过程将无法进行下去，因此可以说催化剂是SCR脱销系统中的最为核心的部位。目前，由于国内的生产技术有限。根本没有能力对SCR催化剂进行规模性的生产，因此燃煤厂SCR脱销催化剂都需要从国外进口。但是，虽然可以从国外进口催化剂，但是在对催化剂进行选择时，仍需要考虑一些因素。例如催化剂的类型、提及、尺寸大小、气流孔径以及使用温度等方面的因素，以上这些因素属于常规因素，对于某些重点问题，还需要进行考虑：
2.4.1 催化剂的组分。根据本工程的实际情况，选择的催化剂的组分含有五氧化二钒、三氧化钨以及二氧化钛。在这三种成分中，五氧化二钒的主要角色就是充当活化的角色，而且还可以将二氧化硫催化生成三氧化硫；二氧化钛是起着载体的作用的，这主要是由于二氧化钛的表面具有非常好的分散度与活性，而且二氧化硫经过氧化生成的三氧化硫与二氧化钛的反应十分弱，而且还属于可逆反应；三氧化钨所起的作用就是增加催化剂的活性与热稳性。有时也可以将组分中添加少许三氧化钼，其作用是为了抑制二氧化硫的氧化以及防止催化剂受烟气中砷元素的影响而发生中毒现象。
2.4.2 氧化钙的影响。本工程中所燃烧的煤中的钙含量约为30％左右，在飞灰中会产生大量的氧化钙。氧化钙会和催化剂表面上的三氧化硫进行结合而生成硫酸钙，这就会覆盖在催化剂的表面上，使得催化剂的活性减弱。对此。可以采取如下措施进行预防；改善催化剂的配方，例如可以在催化剂中加入钨和钼的含量，抑制三氧化硫的生成，从而能够减少硫酸钙的形成。
2.5 催化剂层数的设置
满足排放标准的前提就是要对层数进行设置，对于初期投资尽量减少。一般而言，每层的催化剂的脱销效率在40％左右，两层可以达到70％左右，三层就可以达到90％左右。对于本工程而言，脱销效率不能低于80％，远期脱销效率不能低于90％，采取了“二运行。一预留”的措施，该结构就有三层催化剂层，从而使得脱销效率大为增大。
参考文献：
[1] 朱林，吴碧君，段玖祥，等，SCR烟气脱销催化剂生产与应用现状[J].中国电力，2009,42(8).
[2] 陈进生，嵩屿电厂烟气SCR脱硝工艺及特点分析[J].电力环境保护，2011，22(6).
[3] 吴碧君，刘晓勘，王述刚，等，烟气脱硝工艺及其化学反应机理[J].电力环境保护，2010,22(6).