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《黑龍江大學工程學報》2016年第4期

摘要:氮氧化物的存在是造成大氣污染的主要原因之一，尤其是一氧化氮，具體表現為形成酸雨以及光化學煙霧。隨著工業技術的不斷革新，世界各國對于燃煤煙氣氮氧化物的治理也越來越關注。目前廣泛使用的方法主要分為選擇性催化還原煙氣脫硝技術和選擇性非催化還原氣脫硝技術，其中前者的應用已經歷了十幾年的變革與完善，因此技術成熟、脫硝率高且幾乎不存在二次污染，應該作為我國煙氣脫硝技術引進的重點內容。基于此，主要從煙氣脫硝技術在火電廠項目中的應用著手，對高效的煙氣脫硝技術進行探討和分析。

關鍵詞:煙氣脫硝技術;火電廠項目;應用研究

0引言

近年來，隨著國民經濟發展速度的不斷提升，我國早已步入了能源生產和消費大國的行列，由此產生的二氧化硫和氮氧化物的排放問題也引起了社會各界的廣泛關注。據統計，目前我國的二氧化硫和氮氧化物排放量已居世界首位，由環境污染問題而引起的全球變暖、臭氧層被破壞以及酸雨的產生成了當前亟待解決的重點問題。酸雨是由人為排放的一氧化氮引起的，具有區域性分布的基本特征。以下對火電廠項目中煙氣脫硝技術的應用進行具體論述。

1酸雨的形成原因及產生的危害

酸雨的形成是由大氣中的一氧化氮所引起的。由于一氧化氮帶有自由基，很容易與氧氣發生反應，生成具有腐蝕性的氣體———二氧化氮，其是形成酸雨的主要原因。而現實生活中，在燃煤鍋爐燃燒時往往會將大量的氣體排放到空氣中時，氣體中含有大量的氮氧化物和二氧化硫，這些污染物經過一系列的轉運以及沉降而被清除。一般而言，大氣中氮氧化物以及二氧化硫的沉降主要分為干式和濕式兩類，其中濕式沉降指的就是酸雨。由于二氧化硫的排放，當其融于降水后，會顯著降低雨水的pH值，使之呈現出酸性，通常我們將pH值低于5．6的降水稱為酸雨。而通過對干式沉降的分析，我們不難發現，附著在物體表面的二氧化硫和氮氧化物經過一系列的轉化后變成硝酸鹽或者硫酸鹽，然后通過自身的重力作用又會回到地面、植被表面或者建筑物表面，這些極細的顆粒會經由呼吸帶入人體當中，對人們的身體產生危害。研究表明，酸雨不論是對于水生生態系統、農業生態系統、森林生態系統還是建筑材料、人體健康而言都會造成不同程度的危害。通過具體的分析我們發現，酸雨對于水生生物的危害主要體現在以下兩個方面:其一，水體酸度的上升使得水域整體的物理和化學性質發生一定程度上的變化，最顯著的體現就是一些對酸性的承受能力比較弱的水體植物以及動物在生存數量上會顯著減少，這使得各個群體之間的生物鏈在一定程度上被破壞了，可能會產生物種滅絕的危機。其次，水體酸度的增加還會導致銀離子、鎂離子、鈣離子等金屬離子大量溶出，水體中這些離子含量的升高無疑會給在其中生活的動植物帶來極大的威脅。此外，對于森林系統而言，酸雨的降落會使樹葉枯黃降落甚至使樹木大面積死亡。同時，酸雨也會加速建筑物及材料的腐蝕和老化，使它們的服役壽命大大縮短，造成資源浪費。

2對酸雨以及氮氧化物污染物的有效控制措施

為了在一定程度上降低酸雨和氮氧化物污染物對大氣及生態的破壞，從20世紀70年代開始，我國就已經對酸雨實行了實時檢測，此后也陸續對典型的區域性特征酸雨展開了一系列的調查與研究，同時也提出了一些有效的應對措施，重點對燃煤煙氣脫硫技術和設備進行了相關的研究工作。另外，早在幾十年前我國就已針對大氣污染防治的具體情況修訂了《中華人民共和國大氣污染防治法》，對相關地區也實行了氮氧化物排放試點收費政策，并取得了一定的成效。氮氧化物的大量排放已經嚴重威脅到了我們賴以生存的環境，同時這也是制約著各國國民經濟發展的重要因素之一。相對于二氧化硫的防治措施，我國燃煤電廠對于氮氧化物的治理技術相對起步較晚。據統計，我國每年因酸雨造成的直接經濟損失就達1000億之多，這使得對氮氧化物的防治問題成了我國的重點問題。有研究表明，火電廠的氮氧化物排放量占到了總排放量的2/5，并且還有逐年增長的趨勢，由此我們不難看出對火電廠進行煙氣脫硝技術的必要性。基于此，有關部門應盡早對各種脫硝工藝及相關技術進行充分的調研，以開發出適合我國基本國情的火電廠煙氣脫硝技術，從而實現我國煙氣脫硝技術的自主化，這將具有十分積極的現實意義。

3火電廠煙氣脫硝工藝的簡要介紹

根據我國目前的基本情況，筆者主要對選擇性催化還原技術進行簡要介紹。所謂選擇性催化還原技術，它是指在特定還原劑(主要為氨氣)的作用下，通過催化劑有選擇地將煙氣當中的一氧化氮還原為對大氣沒有破壞作用的氨氣和水，其一般分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝三部分。燃燒前脫硝包括加氫脫硝、洗選兩部分;燃燒過程脫硝包括低氧燃燒、低溫燃燒、FBC燃燒技術、煤粉濃淡分離、采用低NOx燃燒器、煙氣再循環技術;燃燒后脫硝包括選擇性催化還原脫硝(SCR)、選擇性非催化還原脫硝(SNCR)、活性炭吸附、電子束脫硝等。該原理是由Engelhard公司首先發現并提出的，其后由日本在環保政策的驅動之下成功研制出了現今被廣泛使用的催化劑:五氧化二釩/二氧化鈦。如今，選擇性催化還原技術已經成為了世界上應用最多且技術最為成熟的一種煙氣脫硝技術。此外，選擇性指的是氨只會有選擇地對氮氧化物進行還原，并且該還原反應只有在滿足一定的溫度條件后才能順利進行。

4煙氣脫硝技術在火電廠項目中應用的主要影響因素

4．1接觸時間的影響

通過研究反應煙氣與催化劑的接觸時間與脫除率之間的關系，我們會發現隨著接觸時間的延長，脫除率會顯著增加，當時間延長至200ms時，其脫除率達到最大值，隨后脫除率隨著時間的延長而降低。這是因為接觸時間的增加有利于反應煙氣在催化劑當中的擴散、吸附以及進行充分的反應，從而有效提高氮氧化物的脫除率。但當接觸時間超過一定的限制后，氨氣會發生氧化反應，反而會使脫除率降低。

4．2催化劑的影響

催化劑體系當中的五氧化二釩的含量對氮氧化物的脫除率也會產生一定的影響。研究表明，隨著催化劑中五氧化二釩含量的增加，氮氧化物的脫除率會顯著提高，但當其含量超過催化劑體系的6．6%時，脫除率反而會降低，這是由五氧化二釩在其載體二氧化鈦上的分布情況不同而引起的。當五氧化二釩的含量過高時，形成一個結晶區，反而會對催化劑的活性產生抑制作用。

5煙氣脫硝技術的改進措施

首先要求火電廠加強對設備更替，加大對環境保護專項資金的投入力度，從而有效緩解設備的更換壓力。在煙氣脫硝技術使用過程中，還需要對各個環節的管理工作進行不斷的優化，尤其的對各個環節工作內容落實情況進行有效的監督，從而使煙氣脫硝技術與環境保護有效的結合在一起，推動火電廠煙氣脫硝技術的正常運行。同時還可以適當的引用國外的先進技術，并根據我國自身的實際情況來加大對相關技術的研究，從而更好地研發出一套適合我國國情的煙氣脫硝技術，一個更好地解決火電廠煙氣中有害氣體排放的辦法。

6結語

在火電廠項目中實行煙氣脫硝技術具有相當程度的必要性，這對綠色環保型產業的發展具有十分積極的促進作用。今后，我國除了對氮氧化物的脫除采取必要的措施以外，對于選擇性催化還原技術的學習與研究也要引起一定的重視。如今，隨著世界各國對環保要求的不斷提高，如何降低火電廠工作中排放的氮氧化物就顯得十分重要。對這一方面，我國的許多相關企業已經進行了積極的探索和改進，也積累了豐富的經驗，相信能在一定程度上滿足社會經濟發展的需求。

參考文獻:

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作者：李戌敏 單位：大唐太原第二熱電廠