趙利，王云，李志鋒，郝正

(中國華電工程(集團)有限公司環(huán)保分公司，北京 100073)

0 引言

目前正在實施的GB 13223—2011《火電廠大氣污染排放標準》要求燃煤電廠的NOx排放質(zhì)量濃度不得高于100 mg/m3，為了達到這個指標，大多數(shù)燃煤電廠正在進行大規(guī)模的脫硝系統(tǒng)改造。在煙氣脫銷過程中，由于脫硝的作用，能使煙氣的成分有所改變，這對靜電除塵器的除塵效率會有一定的影響。基于這種情況，作者提出了利用選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)提高靜電除塵器除塵效率的理念，意在提高靜電除塵器的除塵效率。

1 SCR脫硝系統(tǒng)工作原理及副反應(yīng)

1.1 SCR脫硝系統(tǒng)工作原理

SCR脫硝技術(shù)原理為：在催化劑作用下，向溫度為280～420 ℃的煙氣中噴入氨，將NOx還原成N2和H2O。脫硝催化劑布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間，煙溫為300～450 ℃，主要的化學(xué)反應(yīng)如下

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(2)

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1.2 SCR脫硝系統(tǒng)的副反應(yīng)

煙氣中的SO2在催化劑的作用下，發(fā)生如下反應(yīng)

(4)

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2 加裝SCR脫硝系統(tǒng)的影響

2.1 對鍋爐設(shè)備的影響

鍋爐加裝SCR脫硝系統(tǒng)后，會對鍋爐設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)熱量損失。安裝脫硝系統(tǒng)后，會造成一定的熱量損失。熱量經(jīng)過脫硝系統(tǒng)后，煙溫會降低5 ℃左右[1]。

(2)對煙風(fēng)系統(tǒng)阻力的影響。SCR脫硝系統(tǒng)使鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的阻力增加(包括沿程阻力、局部阻力和催化劑層的阻力)。對于3層催化劑布置的反應(yīng)器來說，一般情況下整個反應(yīng)器的阻力為1 000 Pa左右[2]。

(3)對空氣預(yù)熱器的影響。在脫硝過程中，由于存在2個副反應(yīng)，生成的NH4HSO4會對空氣預(yù)熱器造成腐蝕和堵塞。所以，目前實施的火電廠脫硝改造工程也需要對空氣預(yù)熱器進行相應(yīng)的改造。

2.2 對靜電除塵器效率的影響

影響靜電除塵器除塵效率的主要因素有燃煤煤質(zhì)、灰成分、粒徑、比電阻等。由于煤質(zhì)不同，燃煤飛灰的成分有很大的差異，進而導(dǎo)致其比電阻差異很大。對靜電除塵器而言，理想的粉塵比電阻為5×109～5×1010Ω·cm。一般而言，中低硫分煤燃燒產(chǎn)生的飛灰比電阻較高，導(dǎo)致靜電除塵器的效率較低。另外，飛灰粒徑小、黏附力低也會影響靜電除塵器的除塵效率。

對于國內(nèi)燃煤電廠而言，煙氣脫硝是比較新的技術(shù)，其對于靜電除塵器的影響，相關(guān)的報道比較少，相關(guān)信息也需要不斷地積累。國內(nèi)外文獻有報道采用NH3，SO3等氣體對煙氣調(diào)質(zhì)并對靜電除塵器進行提效的相關(guān)技術(shù)。脫硝不可避免地會造成NH3的逃逸和SO2轉(zhuǎn)化生成SO3。所以，從理論上來講，脫硝系統(tǒng)的投入，有利于提高靜電除塵器的除塵效率。

氨噴入煙氣中有以下作用：調(diào)節(jié)煙氣酸度，提高酸露點；吸附在飛灰表面，形成導(dǎo)電通路，降低粉塵比電阻；在放電極和收塵極之間形成亞微米級的顆粒，增加細顆粒的成分，通過這些顆粒的荷電，提高空間電荷，增大火花電壓，提高運行電壓；通過改變飛灰的黏附性以及顆粒間的黏附力，增大飛灰的粒徑，提高粉塵層間的黏附能力，減少二次揚塵[3]。

當飛灰中Al2O3及 SiO2的質(zhì)量分數(shù)高于90%而粉塵比電阻又很高時，可使用NH3+SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)。對于使用低 NOx燃燒器、燃用低硫分煤的電廠來說，粉塵中含有較多未完全燃燒的炭顆粒。低硫分煤燃燒產(chǎn)生的高比電阻粉塵和低比電阻的炭顆粒使得飛灰難以被靜電除塵器收集，除塵效率下降。NH3+SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)很好地解決了這個難題，NH3與SO3反應(yīng)生成銨鹽,增大高比電阻粉塵和炭顆粒的凝聚性和粉塵黏附性,減少二次揚塵,同時又提高了SO3的質(zhì)量分數(shù)，降低了粉塵比電阻。在NH3+SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)中，NH3和SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)可用來降低粉塵比電阻，提高表面電荷和粉塵黏附性，降低二次揚塵，提高靜電除塵器的除塵效率[4]。

脫硝中存在NH3逃逸，同時煙氣中的部分SO2被催化轉(zhuǎn)化成SO3，兩者同時在煙氣中作用，相當于NH3+SO3煙氣調(diào)質(zhì)，能降低粉塵的比電阻、提高粉塵的黏附性，特別是對于微細粉塵能凝聚成較大顆粒，對提高靜電除塵器的除塵效率有一定的幫助。

3 可行性分析

目前，燃煤電廠正在進行加裝脫硝系統(tǒng)的技術(shù)改造，利用脫硝系統(tǒng)對靜電除塵器進行提效，在理論上是可行的。利用NH3+SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)進行煙氣調(diào)質(zhì)在國外也是比較成熟的技術(shù)，國內(nèi)還未見成功的工程案例的報道。在NH3+SO3混合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)中，需要嚴格控制NH3和SO3的噴射量，根據(jù)煙氣調(diào)質(zhì)的經(jīng)驗，二者在煙氣中的質(zhì)量分數(shù)均為百萬分之一級別。噴入過量的NH3和SO3會對空氣預(yù)熱器造成堵塞，同時還會造成靜電除塵器極板嚴重積灰，進而影響靜電除塵器的除塵效率。所以，利用脫硝系統(tǒng)進行靜電除塵器的改造還需要進行進一步的研究和試驗。

參考文獻：

[1]寧獻武，劉樹民，劉志杰，等.SCR脫硝系統(tǒng)對鍋爐設(shè)備的影響及對策[J].電力環(huán)境保護，2009，25(6):34-36.

[2]陳俊，鄭星偉，王毅.高塵段布置SCR脫硝裝置對鍋爐運行的影響[J].河南科技,2011(7):57-58.

[3]G S Peter Gastle. Mechanisms involved in fly ash precipitation in the presence of conditioning agents[J].Transactions on Industry Applications,1980,2(16):297-302.

[4]原永濤,于青松,段永澤,等.氨法煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)在燃煤電廠的應(yīng)用[J].山西電力,2009(4):40-43.