摘要：电已成为各行各业、千家万户的必须品。因发电燃煤排放的烟气，污染物(烟尘颗粒物、氮氧化物、硫化物等)达数千万吨计。要治理烟气的污染物，治理方案和宽温型脱硝催化剂的选择是关键。鉴于发电峰谷的特殊性，烟气温度的波动，影响到原来的高温型脱硝催化剂的脱硝效果。为此，浙江三龙催化剂有公司研发了几款新颖有创意的宽温性脱硝催化剂，提出了一些治理方案和介决办法。

　　1. 大气污染严重，治理污染源急不可待：

　　备受全国各界瞩目的大气污染防治计划已经启动，钢铁、化工、建材(包含玻璃行业)等重污染行业也将在“世界最严”大气污染防治政策下，面临新洗牌的严峻命运!

　　1.1.雾霾肆虐，治理污染源急不可待

　　据日前环保部发布的有关数据显示：五月份京津冀达标天气数比例不足三成，低于全国32.7个百分点。中国十大空气污染城市，有七个在河北省。首都北京已被雾霾城市扎堆包围。

　　调查显示：河北省独特的地理大气环境恶化的一个重要原因，是不合理的工业结构造成的。河北是一个工业大省，今年全国一季度粗钢产量为19189万吨，河北占全国总产量的27.5%达到5277万吨，其它象建材行业的玻璃行业，平板玻璃生产线280多条，河北就有62条。2011年全国平板玻璃 73788万重量箱(l重量箱为50公斤)，河北占17447万重量箱，占全国总产量约23.6%。上述工业的快速发展，电力消耗在终端能源消费中呈逐年增高的趋势。电力工业的发展正面临经济增长和环境保护的双重压力。抓好火电行业的节能减排，对完成我国节能减排的总体任务有重要的促进作用。

　　1.2.火电厂大气污染物排放标准

　　为了贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《国务院关于落实科学发展观，加强环境保护的决定》等法律、法规和《国务院关于编制全国主体功能区规划的意见》，保护环境，防治污染，促进，制定本标准。

　　火电发电燃煤锅炉污染物排放标准

　　表1. 单位：mg/m3

　　一般排放限值特别排放限值[3]

　　适用条件新建现有全部

　　烟尘3020

　　二氧化硫100/200[1]200/400[1]50

　　氮氧化物(以NO2计)100/200[2]100

　　汞及其化合物0.030.03

　　注：

　　[1]位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。

　　[2]采用W形火焰炉膛的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉。以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值。

　　[3]执行大气污染物特别排放限值的具体区域范围、实施时间，由国务院环境保护行政主管部门规定。

　　1.3.既要金山银山，更要绿水青山。

　　良好的生态环境是人类赖以生存的基础，是可持续发展的最大的无形资产;是实现经济快速发展的强有力的“推进器”。

　　党的十八大以来，习近平总书记从中国特色社会主义事业全面发展的战略高度出发，对生态文明建设提出了一系列新观点、新论断、新要求。思想深刻、内容丰富，具有重大的理论和实践意义，为努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展指明了方向。

　　绿水青山就是金山银山的发展观，实现了发展理念的新提升。我们追求人和社会的和谐;经济与社会的和谐，就是要“两座山”，既要金山银山，又要绿水青山。改革开放以来，我们对“两座山”的认知有一个过程：第一阶段，就是用绿水青山去换金山银山，只要生产发展，产生GDP，就不去考虑资源环境的承受能力，其结果造成环境严重污染、生态严重退化。第二阶段，是既要金山银山，也要绿水青山。人们在经受雾霾.酸雨等自然灾害后，开始注意到环境保护的重要……。第三阶段，认识到绿水青山就是金山银山。兰天白云，绿水青山是长远发展的最大本钱。生态优势可以变成经济优势、发展优势，这是一种更高的境界!我们一定要辨证地了解经济发展与环境保护的关系。加快转变经济发展模式，努力走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的康壮大道。让美丽中国之路走的更扎实、更宽广。

　　2. 大电厂烟气治理的难点：

　　火电行业是一个耗能大户;也是国民经济发展不可缺少的组成部门。工农业发展需要它;国防建设需要它;人民日常生活也离不开它。可见火电行业在人们的日常生活中是多么地重要。

　　2.1.火电厂锅炉的种类

　　火力发电厂锅炉种类很多：

　　(1)按燃用燃料分，可分为煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、煤粉和油混燃炉、煤粉和气混燃炉。

　　(2)按压力分，可分为低压炉(p≤1.27MPa)、中压炉(p=2.4515～3. 8282MPa)、高压炉(p=9. 8MPa)、超高压炉(p=13. 73MPa)、亚临界炉(p=16. 67MPa)和超临界炉(p≥22. IMPa)。

　　(3)按燃烧方式分，可分为层燃炉、室燃炉、旋风炉和沸腾炉。

　　(4)按水循环特点分，可分为自然循环炉、强制循环炉和复合循环炉。

　　(5)按燃煤粉炉的排渣方式分，可分为固态排渣炉和和液态排渣炉。

　　2.2.火电厂烟气的工况条件：

　　图1. 高粉尘布置SCR系统工艺流程图

　　八十年代以来，我国建设了一批以燃煤为主的亚临界与超临界参数大容量发电机组并相继投入运行。近年超超临界发电机组也投入运行。由于电力市场的变化，电网峰谷差日趋增大，造成机组启仃频繁。随之带来烟气脱硝低下，未能达标排放。

　　为了说清“怎样让火电厂烟气脱硝达标?”，我们从图1.所示说起：锅炉燃煤正常发电时，烟气温度在350～400℃。选用的SCR脱硝催化剂通常是钒―钨―钛型的高温型催化剂。该催化剂的最佳活性温度在375±10℃。但用电在峰谷低部时段，锅炉燃烧不能满负荷运行。省煤器热交换也处在低负荷状态，其后果造成SCR脱硝反应器反应温度下降，这时的反应温度在280～350℃，达不到脱硝反应的最佳温度。造成脱硝效果低下，烟气未能达标排放。

　　那末，如何才能在用电低谷时段，也让烟气脱硝达标排放?最简单易行的办法就是将高温的钒―钨―钛型的高温型催化剂，更换成温度适应性更强的宽温型脱硝催化剂。目前这种状态完全得到解决!而更换宽温型脱硝催化剂，不需要更换其它任何设备，也不需更换操作流程。

　　3. 几款新颖有创意的宽温型脱硝催化剂：

　　据有关资料报导：许多学者都致力于宽温型SCR催化剂的开发研究，但没有工业化应用的报导。追究其原因，主要是宽温型SCR催化剂怕水、怕微量的SO2，由于竞争吸附，导致催化剂失活。

　　3.1.火电厂烟气的治理需求更新思路：

　　综观治理大气污染物这场人民战争。从国家层面作了周密的布置。“十一五”期间治理硫化物;“十二五”期间治理氮氧化物;“十三五”期间可能要对“固废物”“重金属”、水、土……等的治理。从大家认识上，“酸雨”、“雾霾”的危害已使大家深刻体会到，只有环境好，大家才能健康。所以，绿水青山这种生态优势可以变成经济优势、发展优势!只要我们辨证地了解经济发展与环境保护的关系。加快转变经济发展模式，努力走出一条科技含量高、经济效益好、资源消低、环境污染少的康壮大道。才能让美丽中国之路走的更扎实、大家应集思广义，拿出一套烟气治理的新方案;出台一些有利烟气治理的新政策;奖励在烟气治理中的先进单位和个人。使这场声势浩大的治理环境工程，象汹涌的长江波浪，后浪推高浪，一浪更比一浪高!

　　3.2.介绍几款新颖有创意的脱硝催化剂

　　凡有高温的地方,都会产生有害的氮氧化物。而产生氮氧化物的工况又视锅炉的许多工况：锅炉的类型、燃料种类、使用的用途……而变化。为此,我们针对不同的工况脱硝进行了众多脱硝催化剂配方的筛选工作。现将多SO2、多H2O的工况下,实验室的评价结果摘录如下:

　　表2. 在湿含量10%、SO2含量200mg/m3，空速4000h-1、NO含量500ppm、

　　温度见下表所示:

　　温度(℃)130140150160170

　　脱硝率(%)94.49798.898.6

　　通水后脱硝率(%)71.882.090.893.696

　　表3，一种多水无S02的低温脱硝催化剂

　　温度℃110120130140150

　　无水92.696.498.499.699.8

　　10%的水53.47487.694.497.4

　　表4. SO2浓度高于2000mg/m3的脱硝率:

　　温度(℃)200230250280 300 ·

　　试样1号1827408996

　　试样8号20426098100

　　脱硝率(%)89.693.295.897.8100100

　　表5，一种大跨度、抗冲击的宽温型脱硝催催化剂

　　评价条件：含湿量6%、SO2含量2300mg/m3、N0含量1000mg/m3

　　空速5000h-1

　　温度℃200220250300350400

　　脱硝率%75869810010098

　　表6.―种无钒的宽温型脱硝催化剂：

　　评价条件：含湿量10%、SO2含量3300mg/m3、N0含量500mg/m3

　　空速5000h-1

　　温度℃200240280320360

　　脱硝率%82.293.299.3100100

　　3.3.工业侧线评价：

　　我们在上述实验室评价的基础上进行了优化，为了更客观地反映工业装置工况条件下的脱硝结果，我们对下列工业侧线作了现场试验：

　　(1) 秦皇岛跃华工业侧线评价

　　表7. 工况条件：SO2含量150～400mg/m3 , NO含量1500～2500 mg/m3

　　温度℃160170180190200

　　脱硝率%72.575.784.789.594.5

　　(2) 广东佛山三水陶瓷厂陶瓷厂工业侧线评价：

　　表8. 工况条件：含湿量：10～14%，含尘量：50～150mg/m3

　　温度℃120150160170180

　　脱硝率%64.275.68286.290.5

　　(3) 乌海神华焦化厂工业侧线评价：

　　表9. 乌海神华焦化厂工况条件

　　序号反应器入口温度℃入口NO mg/m3出口NO mg/m3脱硝率%

　　12405713.099.5

　　22406304.199.4

　　32395562.099.6

　　42395702.299.6

　　52565983.099.5

　　62525691.999.7

　　72416326.099.0

　　4.对不同工况的烟气治理方案：

　　烟气脱硝温度、二氧化硫含量、水份是三个决定因素。尤其是温度和二氧化硫含量尤为重要。因为它影响着烟气治理方案的选定;影响选用哪种脱硝催化剂?影响着除尘、脱硝、脱硫的总体布置;还牵涉到“节能减排”的合理安排!

　　4.1.高尘、低SO2的烟气治理

　　烟气→余热利用→脱硫→换热→SCR低温脱硝→排入烟囱

　　4.2.低尘、低SO2的烟气治理

　　烟气→余热利用→电除尘→SCR中低温脱硝→余热利用→排入烟囱

　　4.3.高尘、高SO2的烟气治理

　　烟气→余热利用→电除尘→SCR中低温脱硝→余热利用→脱硫→排入烟囱

　　5.讨论及小结：

　　火电厂烟气脱硝技术正处在发展阶段，新建电厂和老电厂的技术改造，采用的脱硝方案、选用的脱硝催化剂类型都各不相同。采用哪种脱硝方法、选哪种类型的脱硝催化剂?对老电厂改造，选用中低温脱硝催化剂更可取。因为场地等诸多因素限制了脱硝设备的布置。唯有中低温脱硝才有较大的布置空间。对新建的发电厂，烟气治理设备(除尘、脱硝、脱硫)有布置的空间，脱硝催化剂应选用宽温型脱硝催化剂，以满足用电低谷时，烟气温度的下降，带来脱硝不达标的负面影响。

　　烟气脱硝是一项巨大的环保工程,用国产SCR催化剂将氮氧化物消灭在萌芽状态是大势所趋，为推动”节能减排”、为减少对大气的污染、为造福子孙万代,让国产新型、优质、高效催化剂早日上马是时代的呼唤! 祖国需要蓝天，美好的生活需要蓝天,我们愿意和大家携起手来，为祖国多一片蓝天、碧水而努力奋斗!