文 献 综 述

一、研究背景及意义

化石能源在我国能源结构中占有很大的比重，尤其对于发电厂来说，燃煤电厂在我国电力生产中占有非常大的比重，煤电发电量约占我国总发电量的90%。煤炭在燃烧过程中会产生大量有害气体，氮氧化物( NOx)就是其中之一。煤燃烧过程中，NOx的生成有三种途径，即”热力”型NOx、”快速”型NOx和”燃料”型NOx。火力发电厂排放烟气中主要是”燃料”型和”热力”型NOx，其中”燃料”型占75%～90% [1,2]。

近年来，我国能源相关部门的氮氧化物排放量快速上升，2000年全国氮氧化物排放量为12.1#215;106t，到2005年增加到19.1#215;106t，年均增长10%。如果不采取进一步的减排措施，随着经济的发展、人口增长和城市化进程的加快，未来我国的氮氧化物排放量将继续增长，按照目前的发展趋势，到2030年排放量将达到35.4#215;106t，势必造成严重的环境影响，因此，必须切实加强氮氧化物排放控制[3]。

二、国内外SCR脱硝技术及数值模拟发展、研究概况

2.1国外SCR脱硝技术发展概况

SCR脱硝技术从1959年发明至今得到了巨大的发展应用，现已成为世界范围内大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺，在燃煤电厂和玻璃窑得到了广泛的应用，脱硝率可以稳定在80%以上。国外的SCR烟气脱硝技术已得到大量的研究与应用，已积累丰富的经验。在工业应用上，SCR烟气脱硝技术应用最成熟的是美国、日本以及欧洲一些国家。目前，日本、德国装有SCR烟气脱硝装置的机组的总容量都超过20GW，美国装有SCR脱硝的机组总容量超过110GW。这些国家的工业实践证明，投入使用的SCR烟气脱硝设备一般运行可靠，脱硝率较理想 [4]。

2.2国内SCR脱硝技术发展概况

相较于发达国家而言，我国无论是在燃煤技术应用方面还是在脱硝技术应用方面均存在一定的差距，以至于我国燃煤电厂所排放的NOx已经抵消了近年来针对SO2的控制效果。具体来说：（1）在脱硝装置建设方面来看，我国已建脱硝机组在2008年已超过1亿千瓦。这种建设现状是由政府规定的氮氧化物排放标准与燃煤机组建设时的环境影响评价审批共同作用形成的。（2）在脱硝工艺选择方面来看，我国绝大部分燃煤机组所使用的脱硝工艺为SCR方法，这种方法实现结构简单、脱硝效率可以超过90%，且不会在脱硝过程中生成副产物，因而不会形成二次污染，是国际中应用最为广泛的脱硝方法。（3）在SCR烟气脱硝技术设计与承包方面来看，现代烟气脱硝市场中，我国国内的承包商基本已经具备了脱硝系统的设计、建造、调试与运营能力，可基本满足国内燃煤电厂的烟气脱硝系统建设需求。（4）在SCR关键技术和设备方面来看，虽然我国大部分燃煤电厂仍旧以引进国外先进技术为主，但是在引进的同时同样注意在其基础上进行消化、吸收和创新，部分企业或公司还开发了具有自主知识产权的SCR关键技术[5-7]。

2.3国内外SCR法数值模拟技术发展概况