隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的重視程度逐漸提升，環(huán)保局對(duì)電站鍋爐的氮氧化物排放量又提出了新的要求，促進(jìn)熱電廠(chǎng)對(duì)氮氧化物的排放實(shí)施有效控制，采用科學(xué)有效的催化還原技術(shù)來(lái)符合環(huán)保局的新要求。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明，尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)具有較強(qiáng)的安全性與穩(wěn)定性，各項(xiàng)指標(biāo)均符合SCR技術(shù)要求，但由于在氨量的輸出與調(diào)節(jié)方面存在缺陷，因此需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化與研究。

在整個(gè)脫銷(xiāo)系統(tǒng)中，還原劑的選擇屬于十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，由于還原劑屬于消耗品，其成本與脫銷(xiāo)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生較大關(guān)聯(lián)，目前主要使用的還原劑類(lèi)型為氨水、液氨與尿素。但是，將三者相比較來(lái)看，尿素在性能、安全性等方面存在較為明顯的優(yōu)勢(shì)，因此成為優(yōu)先選擇的還原劑，得到眾多熱電廠(chǎng)的廣泛應(yīng)用。

1 尿素?zé)峤饧夹g(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）尿素系統(tǒng)概述。尿素的供應(yīng)由運(yùn)輸卡車(chē)運(yùn)送至尿素儲(chǔ)存間存放，把干尿素通過(guò)氣力輸送設(shè)備送入至尿素溶解罐。尿素在溶解罐中與除鹽水或蒸汽疏水混合、加熱、均勻攪拌，確保尿素的完全溶解（40～50%的尿素溶液）；經(jīng)攪拌溶解合格的尿素溶液， 溫度約60℃， 利用尿素溶液輸送泵打入尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存， 用尿素溶液循環(huán)泵加壓送至水解換熱器， 經(jīng)飽和蒸汽通過(guò)盤(pán)管間接加熱，在一定溫度、壓力下分解成氨氣和二氧化碳，從水解反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)品氣輸送到SCR反應(yīng)區(qū)后被熱一次風(fēng)稀釋成小于5%的氨氣，由氨噴射裝置噴入脫硝裝置與煙氣中的NOx?反應(yīng)。

（2）運(yùn)行穩(wěn)定性較差。氨蒸汽管道、水解器的泄放管道、各尿素溶液管道均設(shè)置有伴熱系統(tǒng)，防止其內(nèi)溫度降低帶來(lái)結(jié)晶危險(xiǎn)。其中，各尿素溶液管道，水解器尿素回流至尿素溶解罐管道，水解器排污至尿素區(qū)地溝管道采用疏水伴熱，產(chǎn)品氣采用蒸汽伴熱。水解器出來(lái)的氨蒸汽管道，水解器安全閥排氣管道采用蒸汽伴熱。

（3）供氨管道容易腐蝕。某電廠(chǎng)在使用液氨改尿素設(shè)備后，爐前供氨管道由于未替換為不銹鋼質(zhì)管道，還用之前的鑄鐵管道，造成系統(tǒng)投運(yùn)兩周后出現(xiàn)管道局部銹蝕穿孔現(xiàn)象，是由于水解尿素是由尿素與水混合加熱生成氨氣與二氧化碳，其中有不完全反應(yīng)的氨水造成。

尿素水解化學(xué)反應(yīng)方程式：

CO（NH2）2?+ H2O = CO2↑ + 2NH3↑

系統(tǒng)內(nèi)閥門(mén)應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)，尿素溶液管道采用304不銹鋼材質(zhì)，水解器至氨混合器間管道采用316L材質(zhì)。

2 尿素?zé)峤庵瓢盨CR脫硝技術(shù)的優(yōu)化

（1）氨/空氣混合系統(tǒng)的優(yōu)化。在尿素脫銷(xiāo)系統(tǒng)中，將干尿素通過(guò)氣力輸送設(shè)備輸送到尿素溶解罐當(dāng)中，在與除鹽水混合、加熱、攪拌以后，保障尿素完全溶解，得到溶液的溫度在60℃左右。尿素溶液將通過(guò)循環(huán)泵加壓放入到水解換熱器當(dāng)中，當(dāng)其飽和以后放入到尿素溶液中進(jìn)行儲(chǔ)存，在一定溫度、壓力作用下形成二氧化碳與氨氣，再將產(chǎn)品送入到SCR反應(yīng)器當(dāng)中，稀釋成小于5%的氨氣，發(fā)揮氨噴射裝置的作用完成脫銷(xiāo)工作。熱解室中的稀釋風(fēng)風(fēng)壓均應(yīng)超過(guò)10kPa。

對(duì)于1000MW火力發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，其送風(fēng)機(jī)壓頭通常在4.5-5kPa范圍內(nèi)，而一次風(fēng)機(jī)的壓頭通常超過(guò)11kPa。由于空氣預(yù)熱器自身存在一定的阻力，因此一次風(fēng)壓頭在10kPa以上，二次風(fēng)壓頭在2-3kPa范圍內(nèi)。對(duì)此，需要對(duì)一次風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行優(yōu)化，如若采用一次風(fēng)作為風(fēng)源，則其風(fēng)壓能夠超過(guò)10kPa，既滿(mǎn)足了一次風(fēng)風(fēng)壓的需求，又無(wú)需額外增加其他風(fēng)機(jī)，使脫銷(xiāo)設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用得到顯著降低，并且使熱電廠(chǎng)獲得良好的經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)效益。

（2）水解系統(tǒng)的優(yōu)化。水解反應(yīng)器中產(chǎn)生出來(lái)的含氨氣流首先進(jìn)入計(jì)量模塊，然后被熱一次風(fēng)混合，最后進(jìn)入氨氣、煙氣混合系統(tǒng)，保證氨氣和煙氣混合均勻。氨在空氣中的體積濃度達(dá)到16～25%時(shí)，會(huì)形成II類(lèi)可燃爆炸性混合物。為保證注入煙道的氨與空氣混合物絕對(duì)安全，除控制混合器內(nèi)氨的濃度遠(yuǎn)低于其爆炸下限外，還應(yīng)保證氨在混合器內(nèi)均勻分布。每臺(tái)SCR反應(yīng)器設(shè)置AIG噴氨格柵，由氨/空氣混合系統(tǒng)來(lái)的混合氣體噴入位于煙道內(nèi)的AIG噴氨格柵處，在注入AIG噴氨格柵前設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)可根據(jù)煙道進(jìn)出口檢測(cè)出的NOx濃度來(lái)調(diào)節(jié)氨的分配量，以達(dá)到最佳配比。

（3）尿素溶液循環(huán)泵的優(yōu)化。由于廠(chǎng)用壓縮空氣中通常具有油污、灰塵、沙子等物質(zhì)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中很容易對(duì)其霧化效果產(chǎn)生不良影響，因此盡量對(duì)壓縮空氣的來(lái)源進(jìn)行轉(zhuǎn)變，采用儀用壓縮空氣，以此來(lái)提升霧化效果，使熱解室尿素堆積問(wèn)題得到有效解決。

經(jīng)過(guò)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，熱解室尾管出現(xiàn)尿素沉積問(wèn)題，主要是由于尿素沒(méi)有得到完全的熱解而成。由于尿素自身的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，要想使其得到完全熱解需要保障兩種因素，一種為熱解溫度，另一種為尿素溶液霧化程度。如若熱解室中的溫度變化幅度較大，則會(huì)對(duì)尿素的溶解效率產(chǎn)生不良反應(yīng)，進(jìn)而使其在尾部管道內(nèi)部堆積。

根據(jù)某熱電廠(chǎng)的相關(guān)實(shí)踐表明，只有保障尾部出口溫度得到良好的控制，使其保持在320℃時(shí)，才能夠達(dá)到最為良好的效果。因此，對(duì)熱解技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要借助溫度測(cè)量裝置的力量，對(duì)該處的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，使其符合溫度條件，達(dá)到最佳熱解效果[2]。

在尿素霧化方面，其品質(zhì)主要受到霧化壓縮空氣壓力所決定，采用適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣能夠使霧化方案變得更加方便可行。與相關(guān)脫銷(xiāo)廠(chǎng)家各項(xiàng)參數(shù)相結(jié)合后，確定最為合理的空氣壓力值為0.6MPa。

3 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)目前大部分熱電廠(chǎng)在熱解方面存在運(yùn)行費(fèi)用、尿素堆積等方面問(wèn)題，本文在此基礎(chǔ)上展開(kāi)研究，指出尿素屬于脫銷(xiāo)系統(tǒng)中十分有效的還原劑，在性能、安全、穩(wěn)定性方面具有較大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在對(duì)熱解SCR技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)盡量選擇熱一次風(fēng)作為稀釋風(fēng)風(fēng)源，使用電加熱器來(lái)提升溫度，采用儀用壓縮空氣，以此來(lái)提升霧化效果，使脫銷(xiāo)設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用得到顯著降低，并且使熱電廠(chǎng)獲得良好的經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)效益。