燃煤发电厂脱硝改造的分析

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摘 要：随着低碳经济，绿色环保发展这些理念的提出，传统的经济发展方式也被逐渐的改变，尤其是传统的燃煤发电，由于大气污染严重，所以很多的燃煤发电厂都在进行脱硝改造。现在新建的300 MW发电厂都安装了脱硝装置，当然脱销的方法有很多，不同的厂根据自己的需要以及成本等多方面的因素，会选择不同的方法。

关键词：大气污染；燃煤发电厂；脱硝

中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）06-0093-02

1 燃煤发电厂脱销改造的原因

1.1 燃煤发电厂的弊端

在用燃煤发电的过程中，会排放出大量的NOX，NOX对人体具有致毒作用，危害最大的是NO2，主要影响呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿等疾病。同时，NOX对植物也有很大的损害，当出现酸雨的时候，植物吸收那些酸雨就会影响植物的正常生长，或者说导致植物的枯萎，叶片发黄等现象。NOX与碳氢化合物可形成光化学烟雾，在1952年美国洛杉矶曾经发生了一起光化学烟雾事件。该事件过程中发现，化学烟雾让大批的居民出现了很多的身体不适的症状，在此次事件中间大约有400余名65岁以上的老人死亡。NOX还会对臭氧层造成破坏，我们都知道臭氧是可以阻止一部分的紫外线照射下来的，但是臭氧层的破坏就形成臭氧空洞，那么紫外线没有得到很好的阻止，大量的辐射到地面，大大增加了由紫外线引起的各种疾病，如皮肤癌，免疫力下降。但是这种污染并不是仅通过限制燃煤火电厂的数量就可以减轻的，而且限制燃煤发电厂的数量显然是不实际的，这种做法不但会影响经济发展的工业供电，还会影响人们生活的正常供电，同时也是治标不治本的办法。

1.2 新的经济发展方式提出

现在的经济发展是要和环境保护相结合的，在发展经济的过程中要更加的节约资源，降低资源的消耗。那么，随着经济的发展，有效控制燃煤造成的大气污染已经刻不容缓，特别是控制燃煤过程中的氮氧化物，脱硝技术显得相当重要。虽然现在政府并没有强制性的要求，但是我们要坚持持续、绿色、健康的发展道路，采取各种措施来控制燃煤发电厂的污染气体的排放。这样才利于经济的持续发展。

1.3 社会责任

燃煤发电厂作为社会的一个组成部分，在社会的发展中也是一个重要的环节，在发展燃煤发电厂的过程中，我们不仅要注重发电量，注重效益，更多的是要承担一个企业-组织所要承担的社会责任，追求利益的同时我们要更好的履行所要承担的社会义务。作为一个发电厂，在提供必要的用电的时候，背后所出现的环境污染问题也要重视，所以对燃煤发电厂的脱硝改造就尤为重要了。

1.4 法律的要求

我国很早就颁布了一系列的法规，检测标准来限制污染物的排放。比如：20世纪80年代的《大气环境质量标准》（GB3095-1982）颁布后，国务院立即要求相关的部门贯彻落实，充分的体现了国家的对环境保护的重视。1996年修订为《环境空气质量标准》（GB3095-1996），在此基础上根据各地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度，确定大气环境质量分为三类。另外还特别规定NOX的浓度限值。1996年国家环保局修订了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-1996），在本标准中首次规定了NOX排放量标准限值，规定1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂300 MW及以上机组固态排渣煤粉炉NOX排放质量浓度不得超过650 mg/m3。2003年12月23日了进一步修订的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）。

2 脱硝改造的方式

2.1 技术状况

当环境污染问题被成为一个全球性的问题被提出来以后，各种的防治污染的措施技术也就相继产生，对于燃煤发电厂所产生的NOX污染物也逐渐的被重视，针对它的研究也正在火热的进行中，到目前为止，日本、美国对于NOX的研究技术是最成熟的，他们也提出了许多的可行的脱硝方式。

2.2 主要的脱硝技术

对于燃煤发电厂产生的NOX气体的控制方法主要有三种：燃烧控制技术、炉膛喷射脱硝技术、烟气脱硝技术。

2.2.1 燃烧控制技术

燃烧控制技术的方法主要是利用各种的方式来减少NOX的排放。它们的基本思想是：使已生成的NOX被碳部分还原；设法造成氧富燃的燃烧区域；设法降低局部高温区的燃烧温度；使燃烧区域的氧浓度适当降低。

2.2.2 炉膛喷射脱硝技术

炉膛喷射脱硝的过程基本上和炉内喷钙脱硫过程差不多，其实就是在炉膛上部喷射某种物质，再利用一定温度条件，从而还原已生成的NOX，以减少NOX的排放量。炉膛喷射包括炉膛喷水或注入水蒸气、喷射二次燃料、喷氨等方法。

2.2.3 烟气脱硝技术

干法和湿法是烟气脱硝里面的两大主要方法，但是在这两个方法中间又包含很多的小的方法。比如：干法里面又有很多的子集，非催化还原法、催化还原法、吸附法这些都是在干法里面经常应用的方法。湿法里面同样的包含很多的小技巧，水吸收、酸吸收、碱吸收、氧化吸收、液相还原吸收、络合吸收、微生物法这些都是湿法里面经常用到的。

①烟气干法脱硝技术。非催化还原法。其实这种方法很简单，就是利用化学物质之间的化学反应，然后利用可以使得NOX改变原有性质的还原剂，让两者之间发生化学反应，从而减少这种污染气体的排放数量，这是将化学的知识应用到对环境污染的治理的一种手段。催化还原法。此种方法目前还在试验阶段，这是利用各种的催化剂对NOX进行催化，通过此种化学反应消耗NOX，使其数量减少，就钟秦的实验结果来看800～1 200 ℃的情况下尿素是催化效果最好的，其次是碳酸氢铵。吸附法。用活性焦作处理烟气中的SO2和NOX的吸附剂和催化剂，从而将其转化为其他的物质，在这一时期所含的SO2和NOX减少。

②烟气湿法脱硝技术。NOX之所以会造成大气污染，是因为在阳光的作用下引起光化学反应，形成光化学烟雾。自从1970年以来NOX所引起的大气污染问题已被日益重视，人们发现：NOX严重的影响了人们的身体健康、使得雨水中的硝酸含量增高、导致了光化学烟雾、严重消耗臭氧，臭氧减少，其危害性大大超出了人们的预料。在这里我们介绍的烟气湿法脱硝技术是在燃烧的烟气中加入氧化剂，使烟气中的NOX氧化，然后以含有铁催化剂的硫酸和硝酸稀溶液进行洗涤，使SO2和NOX同时除去。

2.3 脱硝改造

①锅炉燃烧器的联合改造。由于燃烧区的氧浓度对各种类型的NOX生成都有很大影响，所以为了减少NOX的产生，我们通常是降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧。那么，我们会在第一级燃烧区进行适当的改造来减少污染气体的排放量，并且使得它燃烧的时间，程序发生改变。第二步是将不能完全燃烧的进行再燃，在再燃区的上方布置喷风口，加速再燃，这也是第二步的改造。这种改造的方法具有不受场地限制，成本小等优点，比较适用于以前的一些老的机组。

②脱硝SNCR改造。由于SNCR系统的脱硝效率不是很高，但是由于本身的系统不是特别的占空间，所以可以再次的加一个SNCR系统，使得两者之间联合脱硝，将大大的提高脱硝的效率。

③脱硝SCR改造。SCR烟气脱硝技术现在相对来说在世界上有很多的国家在使用，同时这也是最成熟的脱硝技术。国内现在很多的电厂都是采用这一技术，脱硝的效率也是十分之高达到了80%～90%，但是这一技术由于受场地的限制所以在一些老厂不是特别的适用。现在可以使用催化剂来进行进一步脱除NOX，但是这个要在锅炉的省煤器与空预器之间挤出一个容纳催化剂的空间，这样催化剂才会更还的进行选择性催化还原反应。这是脱硝SCR改造中比较节省成本的方法。

3 脱硝改造的影响

3.1 积极影响

对于燃煤发电厂的脱硝改造我们可以看到对于NOX的排放明显的减少，破坏森林植被，造成土壤酸化、贫瘠、物种退化、农业减产，造成水体污染，鱼类死亡的这些负面的影响也会相对的减轻；更重要的是NOX的气体对人体的危害也是很大，这样一来影响呼吸系统，而引起支气管炎和肺气肿等疾病的现象会大大的得到改善。

脱硝的改造是符合新的发展的理念的，在新的经济时代，我们提倡的低碳经济，绿色持续的发展已经成为了主线，在这种趋势下脱硝的改造是一种不断进步的表现。为整个社会和环境的和谐发展做出了重大贡献。

3.2 消极影响

对于电厂来说没有太大好处，因为一个电厂投资一个多亿的资金进行脱硝，所需的维护量大，而且后期维修的费用也高，相对于电厂来说这是无形中为自己增加了一个负担。国家虽然会给予一定的脱硝电价补贴，但是对于电厂来说这个远远带来不了利益，只是杯水车薪。只是国家环保部要求2014年前，燃煤机组上脱硝，这个是强制要求。所以现在的燃煤发电厂被迫的进行脱硝，一定程度上来说打击了发电厂的积极性。

燃煤发电厂的脱硝我们大家也都看到了，对于我们的环境的污染有很大的缓解作用，同时对于引起的一些人类疾病也会减少。现在技术的发展也使得发电厂有了许多的选择，可以说一定程度上减轻了发电厂改造的成本，但是从发电厂的角度来看这是一个目前政府强制的措施，对于这方面的补贴也不足，所以更多的发电厂希望国家相关部门能够给予更多的关注，这样在脱硝的改造中才会呈现一个双赢的局面。

参考文献：

[1] 毛健雄，毛健全，赵树民.煤的清洁然烧[M].北京：北京科学出版社，2003.

[2] GB13223-2003，火电厂大气污染物排放标准[S].

作者简介：李阳，河北省唐山市开平区陡河发电厂热工保护班。