王穎

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，我國(guó)對(duì)于電力能源資源的使用消耗與需求也在不斷增加。在這一背景下，我國(guó)電廠的數(shù)量和規(guī)模都呈現(xiàn)出迅速增加和擴(kuò)大的趨勢(shì)。在電廠的進(jìn)行電力能源的生產(chǎn)以及相關(guān)工作中，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵廢氣，造成巨大的環(huán)境污染，因此，進(jìn)行SCR脫硝工作，成為一個(gè)關(guān)鍵問題?；诖?，文章對(duì)尿素催化水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，希望能夠幫助提高電廠SCR脫硝工作的水平。

關(guān)鍵詞：尿素催化水解;SCR脫硝;火電廠;應(yīng)用分析

近些年來，我國(guó)對(duì)于電力資源能源的需求不斷增加，我國(guó)火電廠的數(shù)量和規(guī)模也在迅速的增加和擴(kuò)大，由此造成了嚴(yán)重的環(huán)境與空氣污染問題。隨著我國(guó)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，對(duì)電廠煙氣進(jìn)行脫硝工作，去除燃燒煙氣中的氮氧化物，減少環(huán)境污染，成為一個(gè)關(guān)鍵而重要的問題。當(dāng)前對(duì)于煙氣脫硝，世界主流應(yīng)用的工藝有SCR脫硝和SNCR脫硝。而在SCR脫硝中，則主要有兩種制氨技術(shù)，一種采用液氨法進(jìn)行SCR脫硝，另一種采用尿素法進(jìn)行SCR脫硝。液氨作為脫硝還原劑，有著較大的安全隱患問題，因此尿素脫硝法被廣泛地應(yīng)用。文章對(duì)尿素水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中的應(yīng)用進(jìn)行探析，有著現(xiàn)實(shí)的意義。

一、尿素水解技術(shù)概述

對(duì)尿素水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，首先應(yīng)對(duì)尿素水解技術(shù)有著一定的認(rèn)知和了解。文章本部分將從多個(gè)方面對(duì)尿素催化水解技術(shù)進(jìn)行探討和概述。

（一）尿素催化水解技術(shù)原理

目前，我國(guó)尿素制氨技術(shù)主要包括尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)、尿素水解技術(shù)。尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)是利用高溫空氣加熱從而分解制氨的一種技術(shù)，其反應(yīng)速度快，在我國(guó)有著較為廣泛地應(yīng)用，但是其需要大功率點(diǎn)加熱器，在長(zhǎng)期的工作下，工作成本較高，能耗較高。而尿素水解技術(shù)是在一定溫度壓力條件下，通過水解反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的一種技術(shù)。在尿素水解技術(shù)中，又分為普通尿素水解技術(shù)與尿素催化水解技術(shù)兩種，相對(duì)于普通尿素水解技術(shù)，尿素催化水解技術(shù)雖然需要使用催化劑，提高了成本，但是大大提升了水解反應(yīng)速率，因此更有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。尿素催化水解技術(shù)，是在溫度135～160℃，0.5～0.95MPa壓力條件下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%尿素溶液在催化劑的作用下，產(chǎn)生催化水解反應(yīng)，生產(chǎn)氨氣混合氣的一種技術(shù)，其相比傳統(tǒng)水解法，反應(yīng)效率提高了十倍以上，響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到一分鐘以內(nèi)。在尿素催化水解系統(tǒng)中，其采用的催化劑由一定配置比例的磷酸鹽組成，在整體系統(tǒng)工作啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行添加，可以循環(huán)使用。

（二）尿素催化水解工藝流程

尿素催化水解系統(tǒng)主要包括尿素溶液供給系統(tǒng)、氨氣供給系統(tǒng)、蒸汽加熱與吹掃系統(tǒng)、伴熱系統(tǒng)、廢液廢氣排放系統(tǒng)等。在實(shí)際的工作中，50%濃度的尿素溶液與催化劑分別通過輸送泵進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)條件下進(jìn)行水解生產(chǎn)二氧化碳與氨氣。尿素水解混合氣體中，氨氣體積濃度的占比約為38%，而在一系列處理后，在進(jìn)行脫硝前，氨氣濃度會(huì)被稀釋至5%以下。

（三）尿素催化水解技術(shù)優(yōu)勢(shì)

一般而言，尿素催化水解技術(shù)在SCR脫硝中，有著以下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：第一是其工作系統(tǒng)的運(yùn)行成本低。不同于尿素?zé)峤饧夹g(shù)，尿素催化水解技術(shù)能夠借助催化劑的優(yōu)勢(shì)在較低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，能夠利用電廠低品質(zhì)的蒸汽作為加熱熱源進(jìn)行水解，使得電廠運(yùn)行成本大幅度降低。第二是反應(yīng)速度快。相比于傳統(tǒng)的尿素水解，尿素催化水解由于催化劑的使用，能夠?qū)⒛蛩厮獾姆磻?yīng)速度提高至十倍以上，能夠顯著提高SCR脫硝的效率。第三是設(shè)備布置便捷。與尿素?zé)峤饧夹g(shù)相比，尿素催化水解技術(shù)所需要的設(shè)備體型體積較小，且整體上更加輕便，能夠更加靈活便捷地進(jìn)行設(shè)備的布置工作。最后是設(shè)備運(yùn)行靈活性高。尿素催化水解系統(tǒng)有著兩種運(yùn)行方式：?jiǎn)卧七\(yùn)行與母管制運(yùn)行，不同運(yùn)行方式有著不同特點(diǎn)，母管制運(yùn)行能夠降低運(yùn)行成本與投資成本而單元制運(yùn)行則有著簡(jiǎn)單便捷的系統(tǒng)。

二、尿素水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中應(yīng)用

上文對(duì)尿素催化水解技術(shù)進(jìn)行了概述，對(duì)其技術(shù)原理、流程工藝以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了探析，在對(duì)其進(jìn)行研究后，需要根據(jù)研究的認(rèn)知進(jìn)行應(yīng)用。文章本部分將對(duì)尿素水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

（一）技術(shù)應(yīng)用控制策略

尿素水解系統(tǒng)主要采取DCS進(jìn)行控制，應(yīng)用控制策略則主要由模擬量控制、順序控制以及連鎖保護(hù)控制共同組成。不同控制策略的主要任務(wù)不同。模擬量控制保證系統(tǒng)溫度、液位與壓力條件在設(shè)定的范圍內(nèi)。而順序控制則是對(duì)不同設(shè)備部分進(jìn)行連續(xù)控制：水解反應(yīng)器主要采用單回路控制系統(tǒng)對(duì)整體的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)尿素溶液進(jìn)料量來調(diào)節(jié)和控制水解反應(yīng)器內(nèi)液位。而水解反應(yīng)器的溫度和壓力條件則通過控制反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)入蒸汽的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。在設(shè)備啟動(dòng)的狀態(tài)下，尿素催化水解系統(tǒng)主要控制反應(yīng)器內(nèi)部的溫度條件，而在正常噴氨的狀態(tài)下，系統(tǒng)則主要控制反應(yīng)器內(nèi)部壓力條件，其溫度與壓力控制在條件滿足的情況下可進(jìn)行自動(dòng)切換。氨氣混合控制對(duì)氨氣的需求量進(jìn)行控制，保證SCR脫硝系統(tǒng)設(shè)定的氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)在出口處達(dá)標(biāo)。連鎖保護(hù)系統(tǒng)的作用主要是在液位、溫度、壓力等條件超出正常值時(shí)采取措施保證設(shè)備與人員的安全。

（二）尿素催化水解SCR脫硝技術(shù)在電廠中應(yīng)用及前景

目前，我國(guó)大唐長(zhǎng)春第二熱電廠6#機(jī)組已經(jīng)應(yīng)用了尿素催化水解SCR脫硝技術(shù)系統(tǒng)，采用單元制運(yùn)行方式，同時(shí)設(shè)計(jì)了催化劑箱與廢水箱，用于實(shí)時(shí)添加催化劑和實(shí)時(shí)排污工作。該系統(tǒng)在2015年初次試運(yùn)行，在試運(yùn)行期間各項(xiàng)工作指標(biāo)與性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在整體試運(yùn)行期間，尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，水解率大于99%，其能耗成本是尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的14%。從大唐長(zhǎng)春第二熱電廠的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠得到尿素催化水解SCR脫硝技術(shù)可以滿足脫硝對(duì)于氮?dú)獾男枨?，可以廣泛地適用于火電廠、熱電廠中的結(jié)論，其能耗水平較低，有著良好的反應(yīng)速率，因此有著廣泛地市場(chǎng)應(yīng)用前景。在未來，電廠應(yīng)用尿素催化水解SCR脫硝技術(shù)將會(huì)成為主流的趨勢(shì)與主要的技術(shù)選擇。

三、結(jié)束語

綜上所述，尿素催化水解技術(shù)作為一種新型的尿素制氨技術(shù)，其有著運(yùn)行成本低、反應(yīng)速度快、脫硝氣體品質(zhì)更穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，在電廠煙氣脫硝中有著巨大的應(yīng)用前景與市場(chǎng)。文章從尿素催化水解技術(shù)的原理、流程、優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用控制與實(shí)際應(yīng)用與前景等多個(gè)方面進(jìn)行了分析闡述，希望能夠幫助提高SCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用效果與水平。

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