文 献 综 述

一、脱硝的意义与必要性

1、火电厂排放烟气中氮氧化物的危害

氮氧化物(NOX)是造成大气污染的主要污染源之一，造成NOX的产生的原因可分为两个方面：自然发生源和人为发生源[1]。自然发生源除了因雷电和臭氧的作用外，还有细菌的作用。自然界形成的NOX由于自然选择能达到生态平衡，故对大气没有多大的污染。然而人为发生源主要是由于燃料燃烧及化学工业生产所产生的。而火力发电厂排放的烟气是大气中NOX的主要来源之一，排放NOX的量占到人为排放总量的90%以上。据统计全球每年排入到大气的NOX总量达5000万吨，而且还在持续增长。研究与治理NOX成已经成为国际环保领域的主要方向，也是我国#8220;十二五#8221;期间需要降低排放量的主要污染物之一[2]。这些氮氧化物的危害主要包括:①NOX对人体及动物的致毒作用;②对植物的损害作用;③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一;④NOX与碳氢化合物形成光化学烟雾;⑤NOX亦参与臭氧层的破坏。

2、我国氮氧化物的排放现状及对氮氧化物的控制政策

据《中国火电厂氮氧化合物的排放控制技术方案》统计，2009年的排放总量已达到860万吨，比2003年的597.3万吨增加43.9%，占全国排放量的35%~40%。到2020年，我国氮氧化合物排放量将达到1234万吨以上，由此可见，火电大气污染排放对生态环境的影响将越来越严重[3]。随着氮氧化物排放污染的日趋严重，国家将于#8220;十二五#8221;期间加大对氮氧化物排放的控制力度。环境保护部于近日颁布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》，引起了相关部门和企业的高度关注，这一技术政策将在颁布之日起执行。

二、烟气脱硝SCR装置氨蒸发器的设计

1、SCR烟气脱硝技术原理

典型的燃煤电厂锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统采用氨(NH3)作为还原介质主要由供氨与喷氨系统[4]、催化剂(反应塔)、烟气管道与控制系统等组成。SCR反应塔通常布置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间,离开锅炉省煤器的热烟气在进入SCR反应塔前,在远离SCR反应塔的上游烟道中喷入氨(NH3),使氨与烟气充分均匀混合后进入反应塔[5]。氨在反应塔中催化剂的作用下,在有氧气的条件下选择性地与烟气中的NOX(主要为NO和少量的NO2)发生化学反应,将NOX转换成无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。SCR反应塔中的主反应过程为[6]:

4NO 4NH3 O2 → 4N2 6H2O