(华能伊敏电厂内蒙古呼伦贝尔市021130)
摘要:SCR法是一种新型的烟气脱硝处理方法,该方法在很多工程项目中都有所应用。以火电厂废气处理为例,火力发电过程中会产生大量的含硝气体,这些含硝气体在经过SCR法中的烟气系统、还原剂系统、废气排放系统的处理后,会以无污染性的水蒸气和氮气的形式排入大气中。接下来,笔者将以SCR技术为主体,从工作原理、还原剂选择、系统分析、应用现状等方面内容对其展开详细地论述,希望这些意见和建议可以对从事火力发电工作的相关人员有所帮助。
关键词:火电厂;烟气脱硝SCR法;应用现状
引言:
近几年来,为了可以为人们提供更加优质的供电服务,火电厂的数量也在不断地增加,这些火电厂企业的进行电力资源的生产作业时,不可避免地会产生一些对周围生态环境有污染性的气体,大量污染气体的排放对人们赖以生存的环境会造成严重的负面影响。为了可以有效地解决这一问题,工作人员引进了先进的SCR法,这也是笔者将要与大家进行重点分享的核心内容。
一、SCR法原理
SCR法主要是指工作人员在催化剂的催化作用下,合理地使用液氮、NH3、尿素等还原剂与烟气中的硝酸气体之间产生化学反应,最终生成对周围生态环境不会产生污染的气体,如氮气和水蒸气。SCR法在锅炉烟气的脱硝作业中有着非常广泛地应用,并且也取得了不错的成效,脱硝率高达80%。SCR法的工作原理主要是在烟气中添加适量的氨气,将NOx气体转化为N2、H2O,在这个过程中所涉及到的化学反应如下:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O、6NO+4NH3→5N2+6H2O、6NO2+8NH3→7N2+12H2O、2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O[1]。工作人员在使用SCR法时需要将反应温度控制在315℃-400℃范围之内,以求达到最佳的反应效果。
二、SCR还原剂
还原剂的选择是SCR法的实际应用中非常关键的一个环节,目前市场上常见的还原剂有纯氨、尿素等等,工作人员可以根据火电厂的实际运营情况,选择最适的还原剂进行烟气脱硝作业。纯氨还原剂的成本相对来说较低,且技术操作较为简单,因此其应用范围也比较广泛,但是针对一些偏远地区的火电厂,对于烟气脱硝作业中还原剂的运输和储存有着较高的要求,此时工作人员便可以选择尿素作为还原剂来辅助SCR法的应用[2]。
表1SCR法还原剂对比分析表
三、SCR系统分析
工作人员在使用SCR法来完成烟气脱硝等相关作业时,需要对SCR系统进行熟练地掌握,不同的系统具有不同的功能特性,具体如下:第一,烟气系统,该系统主要是指需要处理的烟气进入脱硝装置的入口,该系统在吸收烟气的过程中,烟道口出的喷射装置会均匀缓慢地喷射出氨气,充分地将氨气与所需脱硝的烟气进行混合,并且使其在催化剂的作用效果下进行反应,最终生成对生态环境不会产生污染性物质的氮气,并且将其进行排除;第二,还原剂系统,该系统主要是将液氮通过压缩机运输至储存罐的重要途径,液氮在蒸发器内会逐渐转化为氮气,其与空气混合为一体,然后被传输至反应室内进行化学反应[3];第三,废气排放系统,当烟气完成脱硝反应之后,工作人员便可以降其进行排放,而该系统的主要作用就是将反应装置中的氨气引进稀释槽中进行稀释,将浓度较高的氨气通过与水混合而完成稀释和吸收作业,最终将其通过水泵等机械设备由废水系统进行排放,从而完成整个烟气脱硝作业的流程。
四、应用现状
(一)存在问题
SCR法在实际应用的过程中,常常会出现催化剂堵塞气体传输管道的问题,这种情况的普遍发生不仅会严重影响烟气脱硝作业的效率,同时还会显著降低SCR法的脱硝率,因此工作人员需要对催化剂堵塞问题的产生原因进行全面地分析,具体体现在以下几点:第一,烟气在脱硝处理的过程中会产生大量的铵盐,这些铵盐若不能得到及时地处理便会在脱硝装置中进行推挤,影响火电厂内锅炉装置的运行;第二,工作人员在使用SCR法时,若不能合理地设计脱硝装置中的反应室,则很容易因催化剂使用量不当而引发催化剂的堵塞问题;第三,火电厂的生产作业中所产生的烟气若含有Ca、As等金属物质,在脱硝作业的催化过程中很容易造成催化剂的活性显著下降,最终影响脱硝反应的效率和质量;第四,当脱硝装置中反应室内所生成的氨气量较多时,这些氨气会与烟气中所含有的三氧化硫物质产生化学反应,从而形成硫酸盐物质,而硫酸盐具有较强的腐蚀性和粘结性,大量的硫酸盐物质很容易导致脱硝装置中反应室内出现堵塞问题。
(二)改善措施
为了可以有效地改善上述我们所提到的烟气脱硝过程中所出现的故障问题,提高工作人员对于烟气的脱硝效率和整体质量水平,工作人员可以采取以下改善措施:第一,在整个脱硝作业的过程中,工作人员需要尽可能地确保脱硝装置中反应室内的温度和湿度,确保催化剂可以在适宜的环境中发挥出最大的作用效果,从而进一步提高脱硝作业的效率;第二,工作人员在设计催化剂的床层结构时,可以引进“2+1层”结构形式,通过这种方式可以在一定程度上增加催化剂的反应面积,显著提高脱硝率;第三,为了可以更好地确保催化剂在脱硝作业中所体现出的活性,工作人员可以在脱硝装置的反应室一侧设置烟道,这种方法比较适用于对于脱硝率要求较低的锅炉机组[4];第四,在选择催化剂时,工作人员需要综合考虑催化剂的活性、使用寿命、更换周期等因素,在使用催化剂之前对其功能特性进行严格地检查,确保催化剂能够在烟气脱硝作业中发挥出最大的应用效果;第五,适当地提高氨气喷射管道的均匀性也可以加强烟气脱硝的效果,有利于提高烟气脱硝的整体质量水平。
五、结束语
虽然SCR技术就目前而言在很多火电厂的烟气处理工作中都发挥出了非常关键性的作用,但是该技术在实际应用中仍然会存在一些缺陷问题,比较常见的问题是脱硝作业中的催化剂堵塞问题。针对这一问题,工作人员可以通过创造催化剂的适宜环节、采用“2+1”的结构层次、设置烟道等方式进行解决,以求达到最佳的脱硝效果。
参考文献:
[1]郭金龙.对火电厂烟气脱硝SCR法应用分析[J].化工管理,2017(20):193-195.
[2]韦健宏.火电厂烟气脱硝SCR法应用研究[J].资源节约与环保,2015(05):114+120.
[3]鲁博颖,马航,马帅旗.SCR法烟气脱硝技术应用总结[J].化肥工业,2015,42(02):151-154.
[4]王春兰,刘非,杨喆.谈燃煤电站锅炉烟气脱硝SCR法工程技术[J].工程建设与设计,2013(03):131-133.