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基于氨逃逸可控的氮氧化物深度减排的理论研究及应用
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1 基于氨逃逸可控的氮氧化物 深度减排的理论研究及应用 摘 要:氮氧化物是大气环境的主要污染物之一,火力发电机组是氮氧化物重要来源。依靠低氮燃烧技术, 远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝(简称 SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应用最广泛的电厂烟气 脱硝技术。催化剂是锅炉 SCR 技术的核心部分,决定了锅炉 SCR 系统的脱硝效率和经济性。催化剂更换在 锅炉烟气脱硝运行维护费用中占比高,做好脱硝催化剂全过程管理,可大幅度延长其使用年限、降低运行 成本。通过氨逃逸可控的氮氧化物深度减排的理论研究及应用,可实现锅炉脱烟气硝装置科学管理及氮氧 化物超净排放。 关键词: 烟气脱硝;催化剂;氨逃逸;可控;深度减排 0 引言 氮氧化物是大气环境的主要污染物之一,火力 发电机组是氮氧化物重要来源。GB 13223-2011《火 电厂大气污染物排放标准》颁布实施,对火电厂大 气污染物 NOX 排放浓度限值提出了要求。 近年来国 内特别是京津冀地区频繁出现大范围持续雾霾, 2013 年 9 月、 10 月, 北京市及环保部相继下发了 《京 津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细 则》、《北京市空气重污染应急预案》等强制性法 规。对火电厂大气污染物的排放提出了更高的控制 要求。为鼓励低标准排放,督促排污单位加大治污 减排力度,2013 年 12 月,《北京市发展与改革委员 会、北京市财政局、北京市环境保护局关于二氧化 硫等四种污染物排污收费标准有关问题的通知》 (京 发改【2013】2657 号),从 2014 年 1 月 1 日起,根 据污染物排放情况,实施阶梯式差别式排污收费政 策, 污染物实际排放值低于规定排放标准的 50% (含) 按收费标准减半计收排污费。2014 年 9 月,由国家 发改委、环保部、国家能源局联合印发《煤电节能 减排升级与改造行动计划》,明确了中、东部地区 新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃 气轮机组排放限值。对于已建、早期进行脱硝系统 技术改造且即将关停的北京市老旧电厂,在不进行 大规模技术改造的情况下,通过科技进步,可实现 锅炉脱烟气硝装置科学管理及氮氧化物超净排放。 1 尿素热解燃烧控制优化 选择性催化还原脱硝(简称 SCR)技术是目前 效率最高、最成熟、应用最广泛的电厂烟气脱硝技 术。锅炉 SCR 脱硝的原理是在催化剂作用下,还原 剂有选择性地与氮氧化物反应生成无害的 N2和 H2O [1-2],从而达到除去氮氧化物的目的。锅炉 SCR 脱硝 技术还原剂主要有液氨、氨水及尿素。液氨及氨水 由于经济性在脱硝系统中应用最为广泛,但其具有 强腐蚀性,且具有爆炸危险,在运输及储存中均存 在安全隐患。尿素是一种稳定、无毒固体物质,便 于运输及储存 [3]。尿素制氨工艺包括水解法及热解法 两种。水解法是将尿素以水溶液形式加以分解,水 解产生的酸性物质会腐蚀设备,且水解生成的缩二 脲及其它缩合物难溶于水,会造成尿素水解系统堵 塞。热解法不易产生中间聚合物,且喷入烟道的氨 气温度约为 300℃,对锅炉 SCR 装置入口烟气温度 影响很小 [4]。 根据文献 [5],对于尿素的热解反应,不同温度得 到的产物不同,比例也不同,参见图 1。

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