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技術文章
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近年來，環境污染問題日益嚴峻，環保問題受到了國內外的廣泛關注。我國對于環保問題十分重視，先后出臺了多項關于環境保護的法律法規，對環境污染問題起到了一定的抑制作用。氮氧化物氣體是主要的污染源之一，采用常規的處理方式已經難以滿足廢氣排放相關要求，需要不斷引進新技術、新工藝，運用現代化手段進行污染源控制。
煙氣脫硝技術是一種新型的鍋爐脫硝改造技術，在燃煤電站氮氧化物處理中有著十分廣泛的應用。本文就針對煙氣脫硝系統的運行方式及控制進行研究與分析。
1.引言
煙氣脫硝技術是目前燃煤電廠廣泛應用的NOx脫除技術。隨著環保標準的進一步提高，燃煤電廠脫硝系統進行了超低排放改造，從而對煙氣流場均勻性提出了更高的要求。一定的氨／氮摩爾比條件下，脫硝系統還原劑NH3與煙氣的均勻混合是NOx高效脫除的保障。如果流場不均勻，容易導致未反應的逃逸氨増加，將引起催化劑腐蝕、空預器堵塞、鍋爐效率降低等問題，嚴重時會影響整個機組安全穩定運行。
2.基礎測試工作
煙氣脫硝技改與其他項目的脫硝技改具有顯著的差異，脫硝技改方案具有特殊性，一般要根據鍋爐的實際情況進行方案的選擇與確定，并深度關注鍋爐與相關輔助設備的運行情況，尤其要重視技改前期的鍋爐摸底。
脫硝技改的基礎測試對于技改工作的進行有著重要的作用，基礎測試主要是常規煤質下的相關參數，包括煙氣含量、煙氣所包含的成分、煙氣系統所遭受的阻力，主要是檢測煙氣中氧、溫度、壓力等相關參數。
鍋爐的摸底測試中必須在鍋爐的滿負荷情況下進行測試，主要是要測試煙氣中氮氧化物的含量、濃度與溫度等相關內容。有些摸底測試中也需要測試75%和50%負荷下的運行情況。基礎測試中要根據設備運行的情況，科學設置測點，一般情況下，測點主要包括了省煤器出口、引風機進出口、脫硫系統進出口。
省煤器出口位置的煙氣溫度較高，由于該位置較為彎曲，導致在測試煙氣含量時，結果與實際情況存在較大的偏差。因此，在此處，可以測試煙氣的溫度、壓力等相關參數值。
引風機出口直流段分布好，煙氣流動具有較好的穩定性，因此，在此處測試煙氣含量的測試結果好，誤差較小，也可以通過其他參數的測試，經由一定的計算來得出省煤器出口位置的煙氣含量。
脫硫系統進出口測試技術的發展較好，有些數據可以直接拿來使用。
3.整體改造方案
SCR脫硝系統中催化劑為核心設備，要將其布置于空間有限的鍋爐尾部豎井煙道，催化劑的選型和布置為本項目設計的一大關鍵點。高溫脫硝催化劑的運行溫度區間為320℃～410℃，結合催化劑模塊高度及上下安裝檢修空間，此處改造預留的脫硝空間低不能小于3．6m，并且煙氣流速需滿足催化劑運行要求，催化劑孔內流速小于7m/s。
本項目鍋爐煙氣中含灰量較低，粉塵含量僅為20g/m3，因此可以考慮選用蜂窩式催化劑?？紤]到原有鍋爐機組結構緊湊，尾部豎井煙道沒有預留安裝脫硝催化劑的空間，因此設計過程中的另一大關鍵點就是鍋爐尾部受熱面的改造，在各負荷鍋爐煙氣參數不全的情況下，需為催化劑選擇合適的溫度區間，為催化劑騰出足夠的安裝檢修空間，同時盡可能讓SCＲ脫硝系統適應鍋爐運行工況。
另外，鍋爐受熱面改造需保證不影響鍋爐的熱效率或將負面影響降至低，受改造成本約束，改造范圍也要盡量縮小，爭取利舊原有設備。
4.聯合脫硝技術的應用
4.1低溫SCR脫硝技術
通常情況下，球團煙氣排放的溫度要控制在100℃~180℃之間，而在燒結煙氣凈化過程中使用的V-Ti催化劑的使用溫度低規定為280℃，如果使用脫硫+脫硝或者脫硝+脫硫的聯合凈化技術，就需要對燒結煙氣進行加熱處理，才能夠使用催化劑。
但是對燒結煙氣加熱處理的成本比較高。為了解決低溫脫硝的問題，使用低溫SCR催化劑對其進行處理。目前開發出來的低溫催化劑能夠適應130℃~260℃的溫度。但是對進入SCR反應器內的燒結煙氣組成成分要求比較嚴格。
例如，必須保證二氧化硫的濃度低于10ppm，并且要確保進入SCR反應器內的煙氣水分含量比較低。而在當前的脫硫工藝使用過程中，因為進入SCR反應器內的煙氣內二氧化硫已經基本脫除，能夠滿足二氧化硫濃度低于10ppm的要求，但是脫硫過后的煙氣水分含量比較高，這樣也會對低溫催化劑的效果產生一定影響。
而煙氣在進行脫硝過程中，需要加入NH3，其會與進入SCR反應器內二氧化硫反應產生硫酸氨。因此在使用SCR處理技術時，將低溫SCR脫硝放在石灰石膏濕法脫硫之前，煙氣溫度和濕度都能達到低溫SCR脫硝技術要求。
并且濕法脫硫對球團煙氣內的氮氧化物濃度影響比較小。煙氣經過脫硫吸收塔處理后，基本能夠去除95%以上的二氧化硫，經過濕法脫硫后的煙氣濕度較大，后續再加濕電除塵去除煙氣里面的水分、粉塵，煙氣達標排放。
4.2 CuO吸附法
這一方式在進行脫硫脫硝處理中主要是利用CuO/Al2O3或CuO/SiO2作吸附劑（其中的CuO含量在4%～6%之間），整個反應包含：第1，在吸附器之中，處于300-450℃的溫度條件時，SO2與吸附劑相互反應，會形成CuSO4，滿足脫硫的要求；在進行脫硝的時候，則是因為CuO與生成的CuSO4針對NH3所還原的NOx本身帶有較高的催化作用，并且與SCR法相互結合，實現脫硝處理。
第二，再生器之中利用H2或CH4還原，在還原之后，Cu或Cu2O在吸附劑處理器之中主要是通過空氣氧化或煙氣氧化形成CuO，也可以重復使用。該方式主要是在吸附溫度達到750℃時達到超過90%的脫硫脫硝效果，不會出現新的廢棄物，沒有二次污染，能達到99.9%的除塵率。但反應的溫度偏高，需要為裝置加熱，并且吸附劑的制備成本也較高。
4.3濕式同時脫硫脫硝技術的分析
濕式同時脫硫脫硝技術在上有兩種高效的方法，一種是WSA-SNOx方法，另一種則是氯酸氧化法。其中WSA-SNOx方法的工作原理必須通過一種SCR反應器，而煙氣中的氮氧化物在受到催化劑的作用立即轉化成了氮氣，催化劑還會使二氧化硫變成三氧化硫。
而后冷凝器裝著轉化物在等待凝結，只要混合一定量的水就形成硫酸。這種方法煙氣中二氧化硫及氮氧化物的脫除率能達到90%以上，且效果比較理想。WSA-SNOx方法與傳統的SCR脫硝工藝相比較，該方法同時脫硫脫硝的技術不僅比傳統技術的脫硝效率更高，元素硫還可以得到高效的回收，并且該方法處理過程無廢水產生。目前此項工藝已應用于部分商業運行中，項目有著廣闊的前景。
5.結束語
總而言之，隨著煙氣排放問題的不斷加劇，環保法律也變得越來越嚴格。所以現階段應該考慮一些低成本、穩定運行、高效率的技術，這是技術發展的主要趨勢。但是脫硫脫硝技術具有良好的靈活性和經濟性，加上國外的研究還不夠完善，所以我國還需要加大這一塊的研究。
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