【重磅】國內外火電廠各種煙氣脫硝技術淺析

常見的脫硝技術中，根據氮氧化物的形成機理，降氮減排的技術措施可以分為兩大類：

1從源頭治理，控制煅燒中生成NOx

技術措施

①采用低氮燃燒器

②分解爐和管道內的分段燃燒，控制燃燒溫度

③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度

2從末端治理，控制煙氣中排放的NOx

技術措施

①分級燃燒法，國內已有試點

②選擇性非催化還原法（SNCR），國內已有試點

③選擇性催化還原法（SCR），目前歐洲只有三條線實驗；

④SNCR/SCR聯合脫硝技術，國內水泥脫硝還沒有成功經驗

⑤生物脫硝技術（正處于研發階段）

“國內的脫硝技術，尚屬探索示范階段，還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理？運行是否可靠？脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。”

脫硝技術具體分類

1、燃燒前脫硝

（1）加氫脫硝

（2）洗選

2、燃燒中脫硝

（1）低溫燃燒

（2）低氧燃燒

（3）FBC燃燒技術

（4）采用低NOx燃燒器

（5）煤粉濃淡分離

（6）煙氣再循環技術

3、燃燒后脫硝

（1）選擇性非催化還原脫硝（SNCR）

（2）選擇性催化還原脫硝（SCR）

（3）活性炭吸附

（4）電子束脫硝技術

其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達 25%～40% ，對小型機組可達 80%。由于該法受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小，適合老廠改造，新廠可以根據鍋爐設計配合使用。

SNCR脫硝工藝流程圖

而SCR是目前最成熟的煙氣脫硝技術，它是一種爐后脫硝方法，最早由日本于20世紀60~70年代后期完成商業運行，是利用還原劑(NH3，尿素)在金屬催化劑作用下，選擇性地與 NOx 反應生成 N2和H2O，而不是被O2氧化，故稱為“選擇性”。目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。這兩種方法都是利用氨對NOx的還原功能，在催化劑的作用下將NOx（主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水，還原劑為NH3。

SCR脫硝工藝流程圖

目前，在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑（345℃～590℃）、中溫催化劑（260℃～380℃）和低溫催化劑（80℃～300℃），不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低，催化劑的活性會降低，導致脫硝效率下降，且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生永久性損壞；如果反應溫度過高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，還會引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。目前，國內外SCR系統大多采用高溫催化劑，反應溫度區間為315℃～400℃。該方法在實際應用中的優缺點如下。

優點

該法脫硝效率高，價格相對低廉，目前廣泛應用在國內外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術。

缺點

燃料中含有硫分，燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下， SO3的生成量大幅增加，并與過量的NH3 生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性，可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3 的生成量有限，但其造成的影響不可低估。另外，催化劑中毒現象也不容忽視。

鍋爐企業的脫硫脫硝技術應用

鍋爐企業的脫硫脫硝技術，在國內現有鍋爐生產廠家中多以煤或煤氣作為燃燒介質，對于燃煤鍋爐，國內應用最成熟的工藝是FGD法（利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的SO2）脫硫技術，脫硝則以選擇性催化還原法SCR技術為主。

SCR法脫硝技術是世界上最主流的去除NOx的方法，這種方法可以在現有的FGD工藝下加入脫硝裝置。在含氧氣氛下，還原劑有限與廢氣中NO反應的催化過程稱為選擇性催化還原，合適的催化劑和還原劑應具有特點如下：

特點

1）還原劑應具有高的反應性。

2）還原劑可選擇性的與NOx反應，而不與煙氣中大量存在的氧化性物質反應。

3）還原劑必須價格低廉，以使脫除過程的低成本運作。

4）催化劑應大大降低NOx還原溫度。

5）催化劑應具有高的催化活性，以利于煙氣中低濃度NOx的有效還原。

6）催化劑選擇性的與還原劑與NOx的反應形成N2，而對還原劑與煙氣中其他氧化性物質的反應表現惰性。

7）催化劑應具有結構穩定。

8）催化劑不受煙氣其他組分的毒化。

脫硫+脫硝工藝流程圖

對于鍋爐行業來說，一定要研究同時脫硫、脫硝技術，目前國內多為單獨脫硫、脫硝技術，這種方式造成設備重復建設，能耗大，人員成本、運行成本高，而同時脫硫、脫硝技術則可以在一定程度上避免此類問題的發生。