摘要：近些年我国大力倡导低碳环保理念，氮氧化物是我国重要的污染源之一，我国相关法律法规中，要求氮氧化物排放控制在100mg/Nm3以下。电力企业要降低燃煤锅炉氮氧化合物排放浓度，必须要通过脱硝技术实现。
关键词：电厂；锅炉；脱硝；改造技术；要点
1 脱硝技术概述
脱硝技术就是降低污染物中的氮氧化物的技术。目前，氮氧化合物的处理有三种方法，即燃烧之前、燃烧过程中及燃烧后。燃料前的降低氮氧化合物技术，是在燃料燃烧前将燃料转化为含氮量较低的燃料，而这种处理方式存在成本高、工艺复杂以及技术难度较大等很多的问题。燃烧过程中的处理技术，是燃料在燃烧过程当中，对氮氧化合物的产生进行有效预防，控制氮氧化合物的产生。要想控制氮氧化合物的产生，必须控制燃料的燃烧温度。同时，也需要控制燃烧过程中的氧含量，缩短燃烧中燃料在高温区域停留的时间。在燃料燃烧以后运用脱氮技术，主要是控制与降低燃烧以后烟气中的含氮浓度。
2 SO2控制技术
2.1 燃烧前进行脱硫
为了减少煤中硫的含量，可经物理、化学、微生物等技术手段将煤中的硫含量降低40％。在中国，选煤主要是应用物理法，其中包含跳汰选煤、重介质选煤和浮选等，煤中的无机硫成分可经物理法去除，有机成分则经化学法去除，若想将煤中的硫转变为硫酸盐，则可采用微生物法完成。
2.2 燃烧中的脱硫
在煤燃烧时，会将煤内部的硫输送到废物当中，这就会降低SO2的排放量。煤粉炉直接喷钙的主要机理是将需要喷施的钙剂在低温的炉膛区域进行，所得到的SO2脱硫率为30％～40％，脱硫的效率不高。若再联合尾部活化器，还能起到增湿的效果，这样做，脱硫概率会高达70％。固硫技术的机理是将固化剂添加到煤中，因煤燃烧会有SO2产生，该气体和固硫剂结合成为硫酸盐，生成的物质会留存在灰渣内。固硫技术的脱硫率在40％～50％的范围内。
2.3 烟气脱硫
根据脱硫反应后所生成的物质，可以将烟气脱硫法分成湿法、半干法和干法。在这3种方法中，应用最广的是湿法，而湿法又可细分为石灰/石灰石-石膏法、钠钙双碱法、海水脱硫法等。
2.3.1 石灰/石灰石-石膏法
该方法的机理是：锅炉内的气体需通过进口处的挡板，然后流入到增压风机中，经烟气换热器后，再流入到吸收塔内；经脱硫过后的烟气需通过除雾器，将小液滴去除，然后再经过烟囱将气体排放出，经脱硫后形成的副产物通过旋流器、真空皮带脱水等程序后成为了脱水石膏。中国的石灰、石灰石数量庞大，但脱硫的设施易腐蚀等，因此，合理运用脱硫石膏是目前的首要任务。若脱出SO2的量是1t，就会有2.7t石膏混合物形成。中国对脱硫石膏的应用率低于10％，因此，如何有效处理脱硫石膏，已成为当下的难点。
2.3.2 钠钙双碱法
该方法的机理是：需先经过碱溶液将SO2吸收，这样就会有NaHSO3生成；然后在再生池里经石灰等作用，将H5NO3S变为Na2SO3，再生的吸收液可反复使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆吸收脱硫过程：
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O；Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3
碱液再生过程：
2NaHSO3＋Ca（OH）2→Na2SO3＋CaSO3•1/2H2O＋3/2H2O
Na2SO3＋Ca（OH）2→2NaOH＋CaSO3
氧化过程：
2Na2SO3＋O2→2Na2SO4；2NaHSO3＋O2→2NaHSO4
钠钙双碱法的脱硫率高达90％，经石灰/石灰石-石膏法，可对烟气中的SO2达到摄取的效果，但会有CaSO3、CaSO4等溶解度不高、易结晶的物质出现，对吸收塔等有负作用，会使其堵塞；钠钙双碱法用的是钠基脱硫剂，该物质有很强的碱性，其生成物的溶解度较高。但该方法同样有劣势，比如工艺复杂、成本高等。
2.3.3 海水脱硫法
该方法的机理是：利用海水的碱度脱除烟气中的SO2。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的SO2被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经气气换热器（GGH）加热后排放。吸收SO2后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-，并将海水的pH值调整达到排放标准后排放入大海。
海水脱硫法具有以下优点：以海水为吸收剂，可节约淡水资源；脱硫效率高，一般可达90％以上；不产生副产品和废弃物，无二次污染；不存在设备及管道结垢、堵塞等问题，系统利用率高。但该方法同样有缺点，即电厂选址必须在海边，受地理位置限制较大。
3 燃煤电厂锅炉脱硝的NOｘ控制技术
3.1 NOx的产生机理
NOx是锅炉的燃煤燃烧后的产物，主要包含NO、NO2、N2O等，其中以NO的含量最高，为5%～10%，N2O约为1%。NOx的生成主要为燃料型、热力型和瞬态型三种。大量实践表明，燃料型所产生的NOx数量最多。
燃煤锅炉的NOx控制可以分为锅炉内部低NOx燃烧和烟气脱硝两大类别。其中，锅炉内部主要是控制氧气浓度，在低氧的状态下促使其能够生成HCN与NH3等中间产物，从而遏制NOx产生。而烟气脱硝则可借助催化剂和温度条件调整实现烟气的脱硝，进而达到遏制燃煤NOx产物的目的。
3.2 NOx排放控制技术
（1）炉内低氮燃烧。该技术是借助低NOx燃烧器进行空气分级。新型直流型低NOx燃烧器主要是借助水平弯头离心应力等来实现分离。在具体的煤燃烧中，低NOx燃烧器，可借助分级风的方式，使得煤粉、CO可以充分燃烧，最终实现对NOx的抑制。（2）SCR技术。该技术主要适用于烟气脱硝，将烟气的温度控制在300～400℃，再配合催化剂，使用还原剂如液氨、氨水等，将催化剂喷入烟气中，促使NOx与还原剂发生化学反应，从而将产物变成对空气没有污染作用的氮气和水。SCR技术是一种抑制NOx的理想方式，脱硝率可以达到95%以上。现对SCR技术的原理进行简单分析。
6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+4NH3→3N2+6H2O
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
按照上述反应式，NOx在经过SCR技术处理后，可以实现对烟气的脱硝，降低NOx的排放，且产物均为无害产物，应用效果较为理想。但是，在SCR技术应用中，由于需要安装SCR装置，会对下游设备造成影响，需要进一步对下游进行改造，确保能够适应SCR技术的需求，从而保障脱硝的整体工艺效果。
结束语
总而言之，在传统煤粉锅炉的改造过程中运用脱硝技术，必须从锅炉自身的情况出发，合理、科学地运用脱硝技术，不仅需要保障脱硝率符合环境保护标准，也需要对企业脱硝过程中所产生的费用进行有效的控制，从而使脱硝技术的运用价值达到最大化。
参考文献：
[1]高劲豪，张幼安，高原.生物质锅炉烟气脱硫脱硝技术方案选择[J].硫酸工业，2017（08）：52-54+58.
[2]杨勇军.浅析SCR对锅炉设备的影响及对策[J].硫酸工业，2017（08）：50-51.
[3]俞立.燃煤电厂锅炉宽负荷脱硝技改方案研究及应用[A]..环境工程2017增刊2下册[C].：工业建筑杂志社，2017：5.
[4]吴辉.燃煤锅炉的烟气治理策略和脱硫脱硝关键技术研究[J].化工设计通讯，2017，43（08）：13+19.
论文作者:陈壮壮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：烟气论文; 技术论文; 锅炉论文; 燃料论文; 海水论文; 石膏论文; 燃煤论文; 《电力设备》2018年第34期论文;