论文部分内容阅读
【摘 要】 在环保产业中，治理大气污染是重点，而火电厂排污治理又是重中之重。随着大气环境质量的日益恶化，人们的环保意识逐渐增强，如何降低燃煤电厂NOx的排放成为迫切需要解决的问题。目前火电厂应用的脱硝手段有四种：燃烧改良NOx处理技术、选择性催化还原法（SCR）脱硝、非选择性催化还原法（SNCR）脱硝以及SNCR/SCR混合法。选择哪一種脱硝工艺才能使电厂在技术经济上达到最优是电厂面临的一个现实问题。本文就简要的浅析了电厂脱硝项目技术经济分析，希望可供相关参考。
【关键词】 电厂；脱硝项目；技术；经济分析
一、技术经济分析
（1）技术经济分析的概念
技术经济学是一门应用理论经济学基本原理，研究技术领域经济问题和经济规律，研究技术进步与经济增长之间的相互关系的科学，是研究技术领域内资源的最佳配置，寻找技术与经济的最佳结合以求可持续发展的科学。技术经济学研究的不是纯技术，也不是纯经济，而是两者之间的关系，即把技术与经济结合起来进行研究，以选择最佳技术方案。技术经济学研究的主要目的是将技术更好地应用于经济建设，包括新技术和新产品的开发研制、各种资源的综合利用、发展生产力的综合论证。
（2）技术经济分析的基本原则
1、社会需要原则。
2、技术性和经济性相统一的原则。
3、产出大于投入的原则。
4、定量分析与定性分析并用原则。
（3）技术经济分析的主要方法
1、系统综合法
即采用系统分析、综合分析的研究方法和思维方法，对技术的研制、应用与发展进行估计。该方法是从系统论的观点出发，对企业有关的大量信息进行时间与空间、纵向与横向等方面的综合研究。系统综合法不是简单的企业信息搜集、归纳和整理，而是一个创造性的深入认识研究企业中所存在的问题及面临的挑战与机遇的过程。
2、技术经济方案论证法
即技术经济普遍采用的传统方法，主要是通过一套经济效果指标体系，对完成同一目标的不同技术方案的计算、分析、比较；效果分析是通过劳动成果与劳动消耗的对比分析，效益与费用的对比分析等方法，对技术方案的经济效果和社会效果进行评价，评价的原则是效果最大原则。
二、烟气脱硝技术及特点
由于低氮燃烧技术对燃煤锅炉产生氮氧化物的去除效率有限，已经不能够达到国家相关排放标准。进一步提升氮氧化物的去除效果需要对排放的烟气进行脱硝处理。烟气脱硝工艺主要包括湿法和干法两大类。湿法有气相氧化液相吸收法（电子束照射法，选择性催化还原，选择性非催化还原和炽热碳还原法及低温常压等离子体分解法）和液相氧化吸收法。干法包括选择性催化还原法（SCR）选择性非催化还原法（SNCR）。选择性催化还原法（SCR）是利用NH3在适当的温度及相应的催化剂条件下，将烟气中的氮氧化物转化为N2和H2O的一种脱硝技术。该方法于20世纪70年代由日本首先投入实际应用，具有技术成熟、脱硝效率高、运行可靠及便于维护和操作等优点，是目前应用最为广泛的一种烟气脱硝方法。
（1）选择性催化还原法（SCR）原理
选择性催化还原法（SCR）是一种复杂的化学反应，主要反应过程是氮氧化物在一定温度及催化剂存在的条件下，作为还原剂的碳氢化合物、氨、尿素等将其还原为H2O和N2，最终达到污染减排的目的。燃煤锅炉使用的还原剂主要为液氨、氨水及尿素。选择性催化还原法（SCR）的主要反应方程式：
由于烟气氮氧化物中NO占90%以上，所以脱硝的反应以反应（1）和反应（3）为主。在反应过程中NH3有选择的与NOx反应，最终生成N2和H2O。在没有催化剂的情况下，此类反应进行的温度区间较窄，不适合于电厂的实际生产，在选用适当的催化剂的条件下，可以降低反应适应的温度，加快反应进度。
（2）选择性催化还原法（SCR）催化剂
催化剂是烟气脱硝选择性催化还原法的关键。催化作用的原理是NH3吸附在催化剂表面，与NO反应，最终生成N2和H2O。作用过程：
1、NH3、NOx和O2从电厂烟气中扩散到催化剂表面并进一步向催化剂表面微孔扩散；
2、NOx和O2与在催化剂活性点的NH3反应生成N2和H2O
3、生成的N2和H2O从催化剂表面逐步扩散到外界环境中。目前，催化剂的种类主要有：贵金属催化剂；金属氧化物催化剂；沸石分子筛催化剂；活性炭催化剂。工业用较多的为金属氧化物催化剂，常见的是氧化钛基V2O5-WO3/TiO2催化剂。其中V2O3是起主要活性作用的主催化剂；WO3是能够改善催化剂效能的助催化剂；TiO2是催化剂的载体。脱硝反应器一般布置在除尘器之前，恶劣的工作条件给催化剂的应用增加了困难。为了防止灰尘堵塞，增加脱硝反应器结构强度，一般将催化剂固定在不锈钢板或制成蜂窝陶瓷状，就构成了平板式催化剂和蜂窝式催化剂，其中蜂窝式接触面积较大、脱硝效率较高，市场占有率在60%以上。
（3）选择性催化还原法（SCR）还原剂
燃煤电厂使用的脱硝还原剂有液氨、氨水和尿素，其中较常用的还原剂为液氨和尿素。
1、液氨法
液氨由专用的运输车辆运送至电厂储氨罐，经过卸氨压缩机，将槽车的液氨送至储氨罐。而后液氨通过汽化器加热成为气态氨，进入稳定氨气压力的缓冲罐。从缓冲罐调节压力的氨气需要在氨气/空气混合器中与来自风机的空气充分混合，最后通过注氨格栅均匀的与烟气混合，共同进入SCR催化反应器。氨气与空气混合物的爆炸极限是16%-25%（最易爆炸浓度为17%），液氨属于危险物质，在电厂应用时应采取相应措施保证安全。
2、尿素法：运送至电厂的尿素投入搅拌混合罐，经过搅拌器的作用，使尿素完全溶解，然后通过提升泵将尿素溶液输送至水解槽，在水解槽中，尿素溶液通过蒸汽预热器加热到所需的反应温度，然后与水反应： 尿素法相比液氨法安全性上更有保障，运输、储存方便，但设备较为复杂，且初期投资较大。
液氨法和尿素法在技术上都是成熟、稳定的，液氨法系统在运行、投资费用较低，但液氨存在一定的安全風险，需要严格的安全保障措施。尿素法较为安全，但投资、运行成本较高，且设备较为复杂。在实际应用中电厂选用液氨法较多，有更多安全考虑会选择尿素法。
三、电厂脱硝项目技术经济分析的含义及内容
（1）电厂脱硝项目技术经济分析的含义
技术经济分析是技术经济学的命题，属于技术经济学、产业部门经济学的范畴。一般来说，任何一项有意义的实践活动，都需要从各个方面进行分析和论证，选择较为满意的方案。从技术角度进行分析、论证、选择称为技术分析；从经济角度进行分析、论证、选择称为经济分析；从社会角度进行分析、论证、选择称为社会分析。因此结合电厂脱硝项目投资的含义和技术经济分析的含义，电厂脱硝仙姑技术经济分析的含义：是指在一定的社会经济制度下，采用现代的科学方法，运用技术经济的理论，对在一定的社会经济制度下的技术可行性及经济合理性进行分析、论证、对比、选择的过程。
（2）电厂脱硝项目技术经济分析的内容
电厂脱硝项目技术经济分析应当包括技术分析和经济分析两部分内容，也就是说既要满足技术上的可行，也要满足经济上的合理。技术分析一般包括：项目实施的必要性分析、项目实施的具体方案分析等。其中包括：对机组安全稳定运行的影响、技术成熟度、煤种适应性、工艺的复杂程度、氨的逃逸、相关用剂的可获得性、系统升级改造空间等。需要分析论证各项目方案在技术上的可行性。经济性分析一般包括：投资估算及经济效益分析。其中经济效益分析又包括财务分析和国民经济分析两个部分，财务分析一般包括盈利能力分析、清偿能力分析及外汇平衡能力分析和不确定性分析四部分内容；国民经济分析主要是国民经济盈利能力分析，另外，还应对难以量化的外部效果进行定性分析。
四、结语
综上所述，探讨了燃煤电厂中NOx的产生机理，介绍了低氮燃烧和SCR法烟气脱硝的技术原理和特点。应合理的采用燃烧方式与污染控制技术，将低氮燃烧和SCR法烟气脱硝结合应用，才能大幅度的削减NOx的排放量。并且通过技术经济的对比，选出最优方案。从而，保证决策的科学性，减少盲目性。并且为后续脱硝项目的实施提供决策依据，积累经验。对项目进行技术经济分析，能够更加合理地利用有限的资源，充分发挥资源和资金的重要，提高资源利用率和资金投资效率。
参考文献：
[1]金国文.关于烟气脱硝的SNCR工艺及其技术经济分析[J].科技论文与案例交流，2013（09）.
[2]燕中凯，刘媛，尚光旭.火电厂脱硝技术现状及产业与市场发展预测[J].中国环保产业，2011，20（5）：40-49.
[3]谢永刚，程慧.火电厂SCR脱硝还原剂的选择与比较[J].电力科技与环保，2010，2（5）：32-33.
[4]朱法华，王圣，孙雪丽，等.氮氧化物控制技术在电力行业中的应用[J].中国电力，2011，44（12）：55-59.
【关键词】 电厂；脱硝项目；技术；经济分析
一、技术经济分析
（1）技术经济分析的概念
技术经济学是一门应用理论经济学基本原理，研究技术领域经济问题和经济规律，研究技术进步与经济增长之间的相互关系的科学，是研究技术领域内资源的最佳配置，寻找技术与经济的最佳结合以求可持续发展的科学。技术经济学研究的不是纯技术，也不是纯经济，而是两者之间的关系，即把技术与经济结合起来进行研究，以选择最佳技术方案。技术经济学研究的主要目的是将技术更好地应用于经济建设，包括新技术和新产品的开发研制、各种资源的综合利用、发展生产力的综合论证。
（2）技术经济分析的基本原则
1、社会需要原则。
2、技术性和经济性相统一的原则。
3、产出大于投入的原则。
4、定量分析与定性分析并用原则。
（3）技术经济分析的主要方法
1、系统综合法
即采用系统分析、综合分析的研究方法和思维方法，对技术的研制、应用与发展进行估计。该方法是从系统论的观点出发，对企业有关的大量信息进行时间与空间、纵向与横向等方面的综合研究。系统综合法不是简单的企业信息搜集、归纳和整理，而是一个创造性的深入认识研究企业中所存在的问题及面临的挑战与机遇的过程。
2、技术经济方案论证法
即技术经济普遍采用的传统方法，主要是通过一套经济效果指标体系，对完成同一目标的不同技术方案的计算、分析、比较；效果分析是通过劳动成果与劳动消耗的对比分析，效益与费用的对比分析等方法，对技术方案的经济效果和社会效果进行评价，评价的原则是效果最大原则。
二、烟气脱硝技术及特点
由于低氮燃烧技术对燃煤锅炉产生氮氧化物的去除效率有限，已经不能够达到国家相关排放标准。进一步提升氮氧化物的去除效果需要对排放的烟气进行脱硝处理。烟气脱硝工艺主要包括湿法和干法两大类。湿法有气相氧化液相吸收法（电子束照射法，选择性催化还原，选择性非催化还原和炽热碳还原法及低温常压等离子体分解法）和液相氧化吸收法。干法包括选择性催化还原法（SCR）选择性非催化还原法（SNCR）。选择性催化还原法（SCR）是利用NH3在适当的温度及相应的催化剂条件下，将烟气中的氮氧化物转化为N2和H2O的一种脱硝技术。该方法于20世纪70年代由日本首先投入实际应用，具有技术成熟、脱硝效率高、运行可靠及便于维护和操作等优点，是目前应用最为广泛的一种烟气脱硝方法。
（1）选择性催化还原法（SCR）原理
选择性催化还原法（SCR）是一种复杂的化学反应，主要反应过程是氮氧化物在一定温度及催化剂存在的条件下，作为还原剂的碳氢化合物、氨、尿素等将其还原为H2O和N2，最终达到污染减排的目的。燃煤锅炉使用的还原剂主要为液氨、氨水及尿素。选择性催化还原法（SCR）的主要反应方程式：
由于烟气氮氧化物中NO占90%以上，所以脱硝的反应以反应（1）和反应（3）为主。在反应过程中NH3有选择的与NOx反应，最终生成N2和H2O。在没有催化剂的情况下，此类反应进行的温度区间较窄，不适合于电厂的实际生产，在选用适当的催化剂的条件下，可以降低反应适应的温度，加快反应进度。
（2）选择性催化还原法（SCR）催化剂
催化剂是烟气脱硝选择性催化还原法的关键。催化作用的原理是NH3吸附在催化剂表面，与NO反应，最终生成N2和H2O。作用过程：
1、NH3、NOx和O2从电厂烟气中扩散到催化剂表面并进一步向催化剂表面微孔扩散；
2、NOx和O2与在催化剂活性点的NH3反应生成N2和H2O
3、生成的N2和H2O从催化剂表面逐步扩散到外界环境中。目前，催化剂的种类主要有：贵金属催化剂；金属氧化物催化剂；沸石分子筛催化剂；活性炭催化剂。工业用较多的为金属氧化物催化剂，常见的是氧化钛基V2O5-WO3/TiO2催化剂。其中V2O3是起主要活性作用的主催化剂；WO3是能够改善催化剂效能的助催化剂；TiO2是催化剂的载体。脱硝反应器一般布置在除尘器之前，恶劣的工作条件给催化剂的应用增加了困难。为了防止灰尘堵塞，增加脱硝反应器结构强度，一般将催化剂固定在不锈钢板或制成蜂窝陶瓷状，就构成了平板式催化剂和蜂窝式催化剂，其中蜂窝式接触面积较大、脱硝效率较高，市场占有率在60%以上。
（3）选择性催化还原法（SCR）还原剂
燃煤电厂使用的脱硝还原剂有液氨、氨水和尿素，其中较常用的还原剂为液氨和尿素。
1、液氨法
液氨由专用的运输车辆运送至电厂储氨罐，经过卸氨压缩机，将槽车的液氨送至储氨罐。而后液氨通过汽化器加热成为气态氨，进入稳定氨气压力的缓冲罐。从缓冲罐调节压力的氨气需要在氨气/空气混合器中与来自风机的空气充分混合，最后通过注氨格栅均匀的与烟气混合，共同进入SCR催化反应器。氨气与空气混合物的爆炸极限是16%-25%（最易爆炸浓度为17%），液氨属于危险物质，在电厂应用时应采取相应措施保证安全。
2、尿素法：运送至电厂的尿素投入搅拌混合罐，经过搅拌器的作用，使尿素完全溶解，然后通过提升泵将尿素溶液输送至水解槽，在水解槽中，尿素溶液通过蒸汽预热器加热到所需的反应温度，然后与水反应： 尿素法相比液氨法安全性上更有保障，运输、储存方便，但设备较为复杂，且初期投资较大。
液氨法和尿素法在技术上都是成熟、稳定的，液氨法系统在运行、投资费用较低，但液氨存在一定的安全風险，需要严格的安全保障措施。尿素法较为安全，但投资、运行成本较高，且设备较为复杂。在实际应用中电厂选用液氨法较多，有更多安全考虑会选择尿素法。
三、电厂脱硝项目技术经济分析的含义及内容
（1）电厂脱硝项目技术经济分析的含义
技术经济分析是技术经济学的命题，属于技术经济学、产业部门经济学的范畴。一般来说，任何一项有意义的实践活动，都需要从各个方面进行分析和论证，选择较为满意的方案。从技术角度进行分析、论证、选择称为技术分析；从经济角度进行分析、论证、选择称为经济分析；从社会角度进行分析、论证、选择称为社会分析。因此结合电厂脱硝项目投资的含义和技术经济分析的含义，电厂脱硝仙姑技术经济分析的含义：是指在一定的社会经济制度下，采用现代的科学方法，运用技术经济的理论，对在一定的社会经济制度下的技术可行性及经济合理性进行分析、论证、对比、选择的过程。
（2）电厂脱硝项目技术经济分析的内容
电厂脱硝项目技术经济分析应当包括技术分析和经济分析两部分内容，也就是说既要满足技术上的可行，也要满足经济上的合理。技术分析一般包括：项目实施的必要性分析、项目实施的具体方案分析等。其中包括：对机组安全稳定运行的影响、技术成熟度、煤种适应性、工艺的复杂程度、氨的逃逸、相关用剂的可获得性、系统升级改造空间等。需要分析论证各项目方案在技术上的可行性。经济性分析一般包括：投资估算及经济效益分析。其中经济效益分析又包括财务分析和国民经济分析两个部分，财务分析一般包括盈利能力分析、清偿能力分析及外汇平衡能力分析和不确定性分析四部分内容；国民经济分析主要是国民经济盈利能力分析，另外，还应对难以量化的外部效果进行定性分析。
四、结语
综上所述，探讨了燃煤电厂中NOx的产生机理，介绍了低氮燃烧和SCR法烟气脱硝的技术原理和特点。应合理的采用燃烧方式与污染控制技术，将低氮燃烧和SCR法烟气脱硝结合应用，才能大幅度的削减NOx的排放量。并且通过技术经济的对比，选出最优方案。从而，保证决策的科学性，减少盲目性。并且为后续脱硝项目的实施提供决策依据，积累经验。对项目进行技术经济分析，能够更加合理地利用有限的资源，充分发挥资源和资金的重要，提高资源利用率和资金投资效率。
参考文献：
[1]金国文.关于烟气脱硝的SNCR工艺及其技术经济分析[J].科技论文与案例交流，2013（09）.
[2]燕中凯，刘媛，尚光旭.火电厂脱硝技术现状及产业与市场发展预测[J].中国环保产业，2011，20（5）：40-49.
[3]谢永刚，程慧.火电厂SCR脱硝还原剂的选择与比较[J].电力科技与环保，2010，2（5）：32-33.
[4]朱法华，王圣，孙雪丽，等.氮氧化物控制技术在电力行业中的应用[J].中国电力，2011，44（12）：55-59.