烟气脱硝国内外研究现状

1、烟气脱硝技术的应用与进展
SCR法是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。

在欧洲已有120多台大型的CR装置的成功应用经验，NO x的脱除率达到80%～90%；日本大约有170套SCR装置，接近100000MW容量的电厂安装了这种设备；美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NO x技术。

该法的优点是反应温度较低净化率高，可达85%以上；工艺设备紧凑，运行可靠，还原后的氮气放空，无二次污染。

但也存在一些明显的缺点，即烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒；高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降，投资与运行费用（投资费用80美元/kW）较高。

我国SCR技术研究开始于上世纪90年代。

早在1995年台湾台中电厂5～8号4×550MW 机组就安装了SCR脱硝装置，大陆第一台脱硝装置是福建后石电厂的1～6号6×600MWSCR脱硝装置，自1999年起陆续投运。

近年来随着我国环保标准日益严格，燃煤电厂烟气脱硝发展加速。

自2004年11月，国华宁海电厂600M和国华台山电厂600MW机组烟气脱硝装置国际招标开始，我国脱硝市场迅速升温。

世界各脱硝公司纷纷云集我国抢占市场，同时，受近年来我国烟气脱硫市场竞争的影响，国内的脱硝市场一开始就呈现出激烈竞争的局面。

截至2005年底，我国内地已通过环境影响评价批准和待批准的火电脱硝机组容量为29000MW，大部分集中在江苏省沿江火电密集地区，或上海、天津、厦门、长沙、宁波、济南、广东等人口稠密和敏感区域。

目前我国在建的脱硝项目超过14个，脱硝机组容量达11400MW以上，其中12个项目采用SCR 技术，占在建脱硝项目总容量的70％左右。

20世纪70年代，SNCR技术首先在日本投入商业应用，目前全世界大约有300套SNCR 装置，其中30个为电厂锅炉，容量约为7100MW，600MW以上电厂锅炉有5套，最大容量达640MW。

由于SNCR的NO x脱除效率较低（<30%），而氨的逃逸却较高（5～10ppm），所以目前世界上大型电站锅炉单独使用SNCR技术的较少，绝大部分是将SNCR 技术和其他脱硝技术联合使用，如SNC 和低氮燃烧技术联合、SNCR/SCR混合技术等。

在SNCR/SCR 混合技术中，SNCR所产生的氨可作为下游SCR的还原剂，由SCR进一步脱除NO x，同时减少了SCR的催化剂使用量，降低了成本。

此外，SNCR 还可与低NO x燃烧器和再燃烧技术等联合应用。

国内目前应用的SNCR 脱硝装置有两个项目，分别是江苏阚山电厂2×600MW 和江苏利港电厂2×600MW＋2×600MW 超临界机组。

这两个项目都是在应用低NOx燃烧技术的基础上，采用SNCR 和SCR联合烟气脱硝技术（SNCR/SCR）。

脱硝工程分两期实施，首先实施SNCR 部分，SCR 部分在环保标准更高时实施。

2、烟气脱硝技术的应用与展望
2脱硝技术的应用情况
2．1电站行业中的应用情况
2．1．1 国外脱硝技术应用情况
欧洲、日本、美国是当今世界上对燃煤电厂NOx排放控制最先进的地区和国家。

这些地区和国家，除了采用燃烧控制以外，都大量的使用SCR 技术。

SCR 技术在20 世纪70 年代后期首先由日本应用在工业锅炉和电站锅炉上，欧洲从1985 年开始引进SCR 技术，美
国从1959 年开始研究SCR 技术，并获得了该方面的许多专利，但直到20 世纪80年代后期才发展到工业应用上来。

美国SCR 技术更多地应用于燃气和复合循环机组，也有一些小型燃煤锅炉应用，美国电厂大都选用优质煤，但是煤粉锅炉出口烟气的NOx质量浓度仍大大超过同类型燃油、燃气锅炉的指标，因此美国燃煤电厂NOx的排放量亦为世界之最。

美国东部的烟煤，含硫量高，而且飞灰成分变化很大，导致SCR 催化剂活性维护困难，这是SCR 在美国燃煤电站锅炉推广较晚的重要原因之一。

直到1997 年，美国才有8 台燃煤机组使用，总容量3 000 MW，但是美国的烟气脱硝发展十分迅速，到2004 年底美国电力行业安装SCR 的装机容量约100 000 MW，脱硝效率多在90％以上。

截止到2012 年底，美国电力行业电站锅炉安装SCR 装置1 162 套，装机容量约200 000 MW，占脱硝总量的90％。

2．1．2 国内脱硝技术应用情况
2004 年，福建漳州后石电厂（6×600 MW）安装了我国第一台SCR 脱硝装置。

自2004 年11 月，国华宁海电厂600 MW 和国华台山电厂600 MW 机组烟气脱硝装置国际招标开始，中国脱硝市场迅速升温。

2011 年我国修订《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223－2011），2012 年国务院及相关部门又出台了《节能减排“十二五”规划》、《环境保护“十二五”规划》、《重点区域大气污染防治“十二五”规划》等，火电企业面临的环保标准越来越严，排放标准要求现有火力发电锅炉及燃气轮机组自2014 年7 月1 日起，新建火力发电锅炉及燃气轮机组自2012年，1 月1 日起NOx排放将执行100 mg／m3的浓度限值。

2012 年通过指标层层分解落实，配套政策频出，我国电站锅炉中脱硝工作已经全面铺开。

截至2012年底，全国已建成脱硝设施的燃煤机组装机容量达到230 000 MW，所采用的工艺技术主要是SCR 技术（约占98％）和SNCR 技术（约占2％）。

目前掌握脱硝技术的主要公司有丹麦托普索、日本触媒化成、美国巴威、意大利TKC、日本日立、日本三菱、德国鲁奇和FBE 等。

我国已有几十家环保公司分别引进他们的烟气脱硝技术，截至2012 年底主要环保公司引进技术及使用情况如表1 所示。

从表1 可以看出，由于我国前期投入不足，在发电机组上应用的烟气脱硝技术，除个别单位自行开发了具有自主知识产权的核心技术外，绝大多数单位的脱硝工程均需全套引进或引进关键技术和设备。

虽然建成投产效果比较好，但同时又存在建设投资大、运行费用高等问题，因而需要支付高额的技术使用费，在工期、技术方面存在受制于人等问题。

3、燃煤工业锅炉氮氧化物的排放控制技术
在我国目前的NO x排放标准的要求下，空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等低NO x燃烧技术适用于层燃炉，采用现有燃烧优化技术，可基本解决NO x的排放问题，但脱硝效率低。

如果进一步提高排放标准，则必须结合烟气后处理技术，才能保证能够长期稳定的满足排放标准。

美国在20世纪90年代对于燃煤工业锅炉的NO x控制技术主要推荐采用的是燃烧优化技术。

随着环保标准的提高，燃烧优化技术已不能满足排放要求，但美国锅炉的使用者认为，最终的目标不是得到最低的NO x排放，而是以最低成本符合排放要求。

因此，近10年来SNCR 技术在美国得到迅速的推广应用。

SNCR技术在国外主要应用于电站锅炉、工业锅炉、市政垃圾焚烧炉和其他燃烧装置。

SNCR最初主要用于小型工业锅炉和工业燃烧装置，现在开始用于燃煤发电机组，从SNCR 技术发展状况来看，目前，较适用于中小容量的锅炉。

SNCR技术的特点在于易于实现，且不需要催化剂，也就避免了使用催化剂可能带来的
一系列问题，且易于安装在已有燃烧装置上，适用于所有固定源的燃烧器，成本较低，运行费用也不高，不会被飞灰影响，也不会因使用其他NO x减排措施而运行不稳定。

工业锅炉、废弃物燃烧炉、水泥窑炉和小型电站锅炉等、炉膛较小，烟气流场、温度场和浓度场比大型锅炉较为均匀，还原剂的喷射和混合也易于控制。

此外，由于这些锅炉的炉膛内的温度正好处于SNCR的反应温度窗口内，SNCR的适应性比较好，因此在这类锅炉上的应用多，NO x脱除效率也比较高。

SNCR工艺在这些锅炉上的应用已经很广泛，尤其在西欧使用的最多。

据美国清洁空气联盟协会的统计和美国Naloc Fuel Tech公司的工程经验，SNCR技术应用在废弃物焚烧炉上，脱硝率基本都能达到50%以上，比较好的情况能达到75%以上。

在美国，SNCR的首次商业应用是1988年南加州的一家石油精炼厂的锅炉。

到今天，SNCR的商业应用以及全尺度的示范工程一家运用于燃用各种燃料的所有类型的锅炉中，其中有30个电站锅炉应用了SNCR技术，容量总共约为7100MW，其中有5个机组的容量超过600MW，最大容量达到了640MW。

在德国，SNCR主要应用于市政废物焚烧炉上，还有20多个燃烧重油的快装锅炉也使用了SNCR技术。

可以说，作为一种廉价的NO x控制技术，SNCR技术在燃煤工业锅炉的脱硝应用上有广泛的前景。