电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化

杨新春

（大唐长春第二热电有限责任公司，吉林 长春 130000）

电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化

杨新春

（大唐长春第二热电有限责任公司，吉林 长春 130000）

火电厂发电产生的废气是污染大气环境的有害气体之一，为了降低电厂发电废气对环境的影响，燃煤火电厂当前大都采用了烟气脱硝装置。本文介绍了SCR烟气脱硝系统，并从设计要求和关键技术等方面对其进行了优化。

电厂锅炉；烟气脱硝系统；催化还原

1 烟气脱硝系统概况

燃煤电厂控制硫化气体排放的技术可分为两类，一是一次燃烧控制，二是烟气脱硝装置。一般情况下，在燃烧过程中控制硫化气体有很大的难度，因为通常采用烟气脱硫装置来控制。

在电厂锅炉的烟道位置上设置烟气脱硝装置，通过这种装置，可以把NO还原成氮气，氮气是一种无害气体，不会对环境造成危害。当前，烟气脱硫系统要么采用选择性非催化还原（SNCR），要么采用选择性催化还原（SCR），这两种技术是电厂脱硝系统的主流技术。

2 SCR烟气脱硝系统优化设计

SCR烟气脱硝系统选择的还原介质通常是氨NH3，而SCR烟气脱硝装置通常由5部分组成：喷氨装置、催化剂以及供氨装置、输送烟道、控制系统。其中，SCR的反应器应当设置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间。氨与烟气充分混合之后便会进入反应器，在氨的作用下，NO即被还原成氮气。

SCR烟气脱硝系统示意图

影响SCR脱硝效率的因素之一是催化剂，催化剂的活性、结构类型以及寿命等均可对脱硝效率产生影响。此外，SCR反应设计，比如烟气流速、催化剂层数等，也可对SCR脱硝效率产生影响。因此，在优化脱硝系统时，必须考虑催化剂和SCR反应器设置这两个因素。

具体到电厂锅炉，其设计、燃煤性质以及燃煤的燃烧方式等，均可对SCR烟气脱硝装置产生影响，这也就是说，提高电厂锅炉SCR烟气脱硝系统运行效率，不仅要考虑催化剂因素，还要考虑烟气管道、供氨与喷氨系统，以及相关的控制系统等。而关于SCR系统来说，其最为核心的技术便是生产工艺与催化剂配方。因此，必须严格控制SCR反应器入口处的烟气流速、温度等。

2.1 SCR反应器的优化方案

催化剂一般是沿着垂直方向分布的，烟气通过催化剂的方向自上而下，因此，反应器的优化可考虑烟气的流速；烟气的流速越大，则其在催化剂上停留的时间越短。此外，SCR反应器的优化，必须考虑燃煤的性质、催化剂以及燃煤燃烧的方式、场地的空间等因素。常见的SCR布置方案有：

在空气预热器入口与省煤器出口直接安装SCR反应器，也就是把SCR反应器安装在空气预热器与静电除尘器前。当烟气通过省煤器之后，温度可到达300℃以上，可满足催化剂的温度要求。而在使用过程中，应选择飞灰腐蚀性良好的催化剂，并适当降低烟气的流速、硬化处理催化剂等，提高烟气脱硝装置的性能。

高温侧低飞灰烟气段方案。在高温静电除尘器出口与空气预热器入口之间设置SCR反应器。烟气经过高温除尘之后才能进入反应器，这就使得烟气中的粉尘量大幅降低。但其中的细颗粒易粘结，容易堵塞催化剂，可通过提高烟气流速清除催化剂表面的灰尘。

2.2 SCR催化剂的选择

催化剂对整个系统来说有着极为重要的影响，因此，必须合理选择SCR烟气脱硝系统的催化剂。催化剂的选择，需要考虑两个方面的因素，一是催化剂本身的性质，比如活性、温度范围等，二是实际的需要。此外，催化剂的结构形式也需要考虑在内。

系统运行一段时间后，催化剂的活性会降低，氨的逃逸量也会增加，这时需要增加催化剂的层数来提高催化剂的利用率，但这又会增加烟道的阻力。因此必须更换催化剂。更换催化剂，还需要合理选择催化剂。

2.3 供氨系统与喷氨系统

供氨系统主要包括氨的存储、氨的蒸发以及输送，此外还有喷氨系统。其中，当前主要的供氨有三种方式，一是液氨，二是氨水，三是尿素。而在供氨系统运行过程中，必须严格控制SCR烟气脱硝装置入口处的硫化物浓度，以及烟气流速、喷入氨的浓度分布等。

3 结语

当前，燃煤火电厂锅炉系统广泛采用了SCR烟气脱硝技术，切实降低了电厂发电对大气环境所造成的影响。但是当前SCR烟气脱硝系统还有进一步优化的空间，本文笔者结合自身的工作经验，从烟气脱硝系统原理、关键技术等方面对其进行了优化。

[1]赵宗让.电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化[J].中国电力，2008,11.

[2]冯立波，罗钟高，葛春亮.火电厂SCR烟气脱硝工艺系统设计[J].能源工程，2009,2.

[3]徐海平.电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化[J].低碳世界，2013,3.

X701 文献标识码:A 文章编号：1003-5168(2014)04-0119-01

杨新春(1977—)，吉林省长春市人，助理工程师，研究方向：热能与动力工程。