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1、尿素制氨SCR脫硝技術(shù)一、國內(nèi)外脫硝還原劑制備現(xiàn)狀目前大型電廠煙氣脫硝主要采用選擇性催化脫硝（SCR）技術(shù)，其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，但主要的反應(yīng)是NH3在一定的溫度和催化劑作用下，選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和水，目前最常用的還原劑制備方法一般有3種：液氨法、氨水法、尿素法。1.1液氨法采用液氨法，具有投資少，運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。但根據(jù)我國《危險化學(xué)物品名表》（GB12268-90）和《重大危險源辨識》（GB18218-2000）的有關(guān)規(guī)定，液氨在生產(chǎn)場所超過40t、儲存場所超過100t時構(gòu)成重大危險源，需報相關(guān)安全生產(chǎn)部門審批。液氨的儲存和制備系統(tǒng)在安全、消防和環(huán)保等方面需滿足

2、相關(guān)的規(guī)范，對電廠的日常運(yùn)行和管理按二級重大危險源要求。液氨儲存和裝卸場所應(yīng)禁止設(shè)置在學(xué)校、醫(yī)院、居民區(qū)等人口稠密區(qū)附近，如表1所示。表1液氨儲存及裝卸的限制區(qū)域1居民區(qū)、商業(yè)中心、公園等人口密集區(qū)域2學(xué)校、醫(yī)院、影劇院、體育場等公共設(shè)施3供水水源、水廠及水源保護(hù)區(qū)4車站、碼頭（按照國家規(guī)定、經(jīng)批準(zhǔn)專門從事危險化學(xué)品裝卸作業(yè)的除外）、機(jī)場、公路、鐵路、水路交通干線、地鐵風(fēng)亭及出入口5基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、畜牧區(qū)、漁業(yè)水域和種子、種畜、水產(chǎn)苗種生產(chǎn)基地6河流、湖泊、風(fēng)景名勝區(qū)和自然保護(hù)區(qū)7軍事禁區(qū)、軍事管理區(qū)8法律、行政法規(guī)規(guī)定的予以保護(hù)的其他區(qū)域據(jù)統(tǒng)計,我國95%以上的危險化學(xué)品涉及異地運(yùn)輸

3、問題,例如液氨的年流動量達(dá)100多萬噸,，其中80%是通過公路運(yùn)輸?shù)摹鴥?nèi)外統(tǒng)計表明,危險化學(xué)品運(yùn)輸事故占危險化學(xué)品事故總數(shù)的30%~40%。危險化學(xué)品公路運(yùn)輸事故頻繁發(fā)生,對社會公共安全造成了巨大的損失和潛在威脅。此外，液氨具有極強(qiáng)的揮發(fā)性、腐蝕性，因此，在使用及運(yùn)輸過程中也容易產(chǎn)生泄露，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。圖1我國各種危險化學(xué)品事故發(fā)生比例2.2氨水法氨水法采用濃度為20%~25％的氨水溶液作為原料。氨水儲罐中的氨水通過加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽，送至煙氣系統(tǒng)。采用氨水法較液氨法相對安全，但同樣存在安全隱患，且與其它常用方法比較運(yùn)行費(fèi)用最高。因此90年代以后國際上已經(jīng)很少采

4、用氨水作為SCR脫硝還原劑。2.3尿素法熱解法：國際上應(yīng)用的是由美國FuelTech公司設(shè)計的NOxOUTULTRA尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)。其技術(shù)要點(diǎn)為利用熱空氣作為熱源，在450－600℃來快速分解40%-55%的尿素水溶液。其優(yōu)點(diǎn)為：近常壓熱解，操作壓力低。其缺點(diǎn)和容易出現(xiàn)的故障現(xiàn)象有：1）燃油耗量大、運(yùn)行費(fèi)用高。尿素?zé)峤庋b置在運(yùn)行過程中，由于稀釋風(fēng)溫度低、流量大，同時系統(tǒng)需氨量大，尿素?zé)峤馕蛰^大的熱量，需要燃油提供的熱量就越多；2）熱解爐尾部積物較快。熱解爐工作溫度過高（450-600℃），在使用過程中發(fā)生由于底部尾管處尿素存積過多，導(dǎo)致出口風(fēng)量減少，系統(tǒng)供氨量不夠，直接造成熱解爐停

5、運(yùn)清理，影響脫硝裝置的可靠性。如果熱解爐內(nèi)熱空氣的流量低或溫度低，都會造成尿素溶液得不到完全熱解而在尾部形成沉積。水解法：尿素水解技術(shù)主要有AOD法、U2A法及SafeDeNOx法三種。主要技術(shù)特點(diǎn)為外界熱源加熱分解2.0MPa左右的，185℃的尿素水溶液。其不足主要表現(xiàn)為：尿素水解過程中會生成一些酸性中間體(如氨基甲酸銨等)，氨基甲酸銨會嚴(yán)重破壞不銹鋼表面的氧化膜，使系統(tǒng)的腐蝕速度加快，超過190℃時，一般的不銹鋼材料(如304SS)會遭受嚴(yán)重腐蝕，當(dāng)超過220℃時，即使采用鈦等耐腐蝕材料，系統(tǒng)也會遭受腐蝕。管道堵塞高濃度的尿素水溶液受熱容易生成難溶于水的縮二脲及其他縮合物，這是造成

6、尿素水解系統(tǒng)易產(chǎn)生堵塞的原因。此外水解反應(yīng)的不完全性導(dǎo)致無法預(yù)測NH3的生成量,因而也就無法很快地跟蹤NOx的瞬時變化,造成要么NH3噴多了增加氨逃逸,要么NH3噴少了降低脫硝效率的現(xiàn)象。就水解的AOD和U2A法來說,使用前就必須預(yù)先制備一些NH3存放在容器中,額外增加了一個危險源。二、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表2以一臺600MW機(jī)組還原劑制備為例，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：比較條目單位尿素SCR氨水SCR液氨SCR建造成本元10,688,38810,728,38810,068,388年度系統(tǒng)運(yùn)行成本元819,7641,193,364554,678年度安全管理費(fèi)用（重大危險源管理）元0082,825風(fēng)險費(fèi)

7、用（重大危險源管理）元00304,920綜合成本比較元11,508,15211,921,75211,010,811指數(shù)比較11.040.97三、山東省應(yīng)用前景尿素和液氨作為SCR還原劑各有優(yōu)劣，其中液氨SCR在建造成本、運(yùn)行費(fèi)用等方面均較尿素SCR低，目前工程中運(yùn)用比較廣泛。但液氨作為重大危險源，在運(yùn)輸成本上以及在生產(chǎn)安全管理上對電廠的運(yùn)行水平要求較高；液氨罐區(qū)要求的場地布置也較大（一般5000~6000m2），對于場地較緊張的老廠改造項目或座