燃燒化石燃料對環境的危害是當今世界性的嚴重問題。化石燃料在燃燒過程中必須釋放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等有害化學物質，這些有害物質直接或間接地危害人畜，引起身體癌變，產生酸雨，形成溫室效應。對此，國家要求電力企業必須配備脫硝裝置，以減少對環境的破壞。文章分析了燃煤鍋爐脫硝系統的運行優化。

目前的動力供給主要由燃煤提供，但在提升能源供給的同時，燃煤過程中產生大量的氮氧化物，主要包含NO、N2O及NO2。如果不及時有效地控制燃煤產生的氮氧化物，會對我們的生活產生嚴重的負面影響。為了消除這種現狀，必須采用更經濟、更準確的脫硝系統，降低燃煤過程中產生的氮氧化物，因此優質的脫硝系統具有一定的研究價值。

1現階段我國燃煤的脫硝狀況

我國與發達國家相比，在燃煤技術的應用和脫硝技術的應用都有一定的差距。從我國脫硝技術來看，我國大部分燃煤機組采用催化劑脫硝技術方法，選用催化劑脫硝方法結構簡單，脫硝率高，脫硝過程中不產生副產品，因此該技術在國際上泛應用。從脫硝技術和設備來看，我國大部分燃煤企業以引進國外先進技術為主，個別企業在引進的同時進行消化、吸收和創新，也研發出了具有自主知識產權的選用催化劑脫硝方法的關鍵技術。

2建設脫硝產業存在的主要問題

2.1脫硝技術掌握技術不足

我國在煤炭脫硝產業進步明顯，但其核心技術也難以突破，脫硝技術和設備仍以進口為主，沒有形成自主完整的脫硝技術解決方案。

2.2催化劑實現國產化

脫硝技術的核心技術是脫硝催化劑，但目前我國脫硝技術需要向國外進口脫硝催化劑，沒有形成自主產業鏈，我國燃煤電力成本高。燃煤企業在使用脫硝催化劑的時候，脫硝催化劑的選擇和設計等方面都是由脫硝催化劑廠家提供的，增加了承包方和使用方的協調難度，可能帶來質量風險。

流場設計對脫硝系統在經濟可靠性運行中起著重要作用，同時在燃煤設備整體正常運行中起著重要作用。催化劑廠家在流場設計上如果設計不合理，催化劑表面的氣流、溫度和氨濃度分布就不能滿足使用要求，不僅會影響脫硝效果，還會出現催化劑積灰、堵塞等問題，影響正常生產。

2.3脫硝催化劑行業缺乏統一標準和監管

因為我國各個燃煤企業所采用的脫銷系統各不相同，相關部門在制定技術標準時也沒有統一的體系進行參考，造成在脫硝產業上缺乏系統的考慮，影響脫硝產業的健康發展。催化劑的廠家都是按照國外標準進行翻譯來的標準作為企業標準來對產品進行產品檢測。催化劑產品之間的差異很大，因此在同一檢查指標的定義上也有差異，催化劑的使用者無法真正從質量和優先催化劑來判斷是催化劑行業急需解決的問題。

3減少燃煤排放的主要方法燃煤鍋爐脫硝系統運行優化分析

氮氧化物是化學燃料在燃燒過程中產生的氮氧化物質，不僅傷害了人的呼吸系統，還傷害了動植物，破壞了臭氧層。一氧化氮進入大氣后，與氧化合成二氧化氮，二氧化氮成為硝酸根，硝酸根被雨沖走落在地上形成酸雨，氮氧化物是引起酸雨的主要物質之一，氮氧化物也是形成溫室效應和光化學反應的主要物質之一。

火力發電廠、垃圾焚燒廠、水泥廠等是氮氧化物產生和排放的主要場所，燃煤企業的減排受到特別重視。目前，世界上有效降低煤炭排放的主要方法大致分為

3.1低氮燃燒技術

燃燒中控制氮氧化物的生成。低氮燃燒技術主要適用于大型燃煤鍋爐等。低氮燃燒技術只能降低氮氧化物排放值的30%~50%。為了進一步降低其排放量，必須采用煙氣脫硝技術。

3.2選擇性催化還原技術

即主要用于大型燃煤鍋爐，它是目前我國煙氣脫硝技術中應用最多的。

3.3選擇性非催化還原技術

主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐，技術成熟，但其缺點是效率低于選擇催化脫硝技術，優點是投資小，建設周期短。

3.4選擇性催化還原技術與選擇性非催化還原技術相結合

主要用于大型燃煤鍋爐低氮氧化物排放和場地受限的情況下，也適用于舊鍋爐改造項目。

4脫硝系統的工藝原理

目前國際上普遍使用選擇性非催化還原脫硝和催化脫銷的方法。

4.1脫硝技術主要采用選用催化劑的脫硝方法

主要是催化劑、氨和煙在催化作用下產生的反應。混合氣在催化劑的作用下與煙混合進入脫硝反應器。脫硝反應主要在310℃~410℃范圍內進行，反應器超過這個范圍的控制系統會自動報警，停止氨的供給，脫硝反應的產物水和氮煙進入空氣預熱器。

氨作為還原劑將氮氧化物催化還原為N2，煙氣中的氧氣與氨反應少，釋放熱量小，煙氣脫硝技術的脫銷效率達到90%以上，是最成熟最可靠的脫硝技術。4.2選擇性非催化還原脫硝技術

選擇性非催化還原脫硝技術將含氮氧化物基的還原劑(如氨、氨、氨、尿等)噴入溫度為850℃~1150℃的爐膛區域，氨、氨、尿等還原劑通過安裝在屏式過熱器區域的噴槍噴入，氨、氨、氨、尿等還原劑迅速熱分解為氨和其他副產品，然后氨和煙中的氮

選擇性非催化還原法在高溫和無催化劑的情況下，通過煙道氣流產生的氨和煙中的氮氧化物參與反應，放熱量大，效率僅為30%~50%。選擇性非催化脫硝的典型過程是氮氧化物通過還原劑、鍋爐/窯爐(反應器)、除塵脫硫裝置、鼓風機、煙囪完成分解。

非催化還原脫硝還原劑以氨水(尿素溶液)為主，20%的氨水溶液(或尿素需要增加制備模塊制作尿素溶液)通過輸送化學工業泵輸送到靜態混合器，與稀釋水模塊輸送的軟化水進行定量的混合比，通過計量分配裝置正確分配到各噴槍，通過噴槍噴入爐膛，實現脫硝反應。

5脫硝系統工藝技術優化方案

5.1選用催化劑脫硝作狀況剖析及優化方案

選用催化劑還原方法高效率，運作可靠，在國內應用較為廣泛。但是，目前大型燃煤機普遍存在噴霧不正確、選擇性選擇催化劑的反應器分布不均勻、催化劑層入口氣體混合狀況差等原因，導致噴霧過多、大量氨氣脫落的問題。

氨氣泄漏不僅會給工廠帶來經濟損失，還會出現催化劑老化等問題。對于這樣的問題，國內在選擇催化劑脫硝方面主要采用固定摩爾比方法，即

(1)將進口煙的流量和鍋爐的負荷信號作為噴霧的信號源，利用模糊的控制規則進行范圍預測，獲得噴霧控制系統的反饋控制信號

(2)采用多個地區的測量方法對出口煙氮氧化物進行濃度檢測和數據處理。該方法主要采用出口固定氮氧化物含量的控制方式，同時控制氨的用量，減少氨的排放，進一步提高脫硝效果，控制成品。但是，該方法需要檢測多個變量，邏輯控制復雜。

5.2選擇性非催化脫硝的運行狀況分析和優化方案

(1)選擇性非催化脫硝對反應溫度區間的要求高，溫度低或高容易導致氨泄漏。解決方法1:選擇合適的還原劑。氨水的脫硝反應比尿素低50℃~100℃，在低溫區對脫氨有良好效果的解決方法2:選擇合理的噴霧位置。長氨逗留時間和良好混合效果有助于解決氨泄漏問題的解決方法3:適當添加添加劑擴大反應溫度的窗口，顯著增加選擇性非催化脫硝效果。

(2)脫硝效率低。選擇性非催化還原脫硝系統效率低的原因和解決辦法如下:還原劑分布不均勻，解決辦法:重新調整噴槍和各閥門的開度，使還原劑與煙中的氮氧化物混合均勻，檢查還原劑管道和閥門是否堵塞，檢查鍋爐燃燒系統是否正常。

(3)氨泄漏與SO3低溫反應，空預器熱交換面堵塞或污染。在空預器受熱元件的中溫段和低溫段，泄漏的氨和煙中的SO3發生氧化反應形成硫酸氫氨。硫酸氫氨是腐蝕性強、粘稠的固體，附著在加熱部件的表面，容易吸附灰塵堵塞空氣預測器，增加系統阻力，危害設備的正常運轉。解決方法:選擇搪瓷渡層熱交換部件，可以降低硫酸氫氨在空預器熱交換部件上的形成速度。

6結語

由于我國空氣污染早已引起國家和人民的重視，脫硝技術性做為燃煤企業減少廢氣排放的關鍵技術性，控制理論脫硝控制系統的優化對燃煤企業起著關鍵的作用。目前煤炭企業對脫硝控制和戰略存在很大問題，但隨著脫硝控制系統戰略的優化，有一天可以解決脫硝控制系統的很多問題，進一步提高脫硝效率，促進我國煤炭企業的高效發展。

以上分析了脫硝技術的技術和影響因素和優化設計，介紹了選擇性非催化脫硝和催化脫硝的選擇方法，以供燃煤企業和環境管理參考。