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中国环保产业
2021年第5期
FOCUS: THE CURRENT SITUA TION OF THE USE AND EMISSION OF AMMONIA IN COAL-FIRED FLUE GAS DESULFURIZA TION AND DENITRA TION PROCESSES
一、燃煤烟气脱硝的关键
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目前氨法SCR 脱硝技术要克服三个难题：一是高氧化气氛下实现高
效还原；二是克服烟气环境对催化剂脱硝性能的影响，比如高尘、高硫及多种有毒成分造成的催化剂失活；三是根据行业需求，实现多温度区间或变负荷条件下的高效脱硝。
通过研究发现，高效钒钛系抗硫催化剂可实现在低钒负载量下显著
提升低温SCR 活性；铈基新型脱硝催化剂在NH 3-SCR 反应中表现出优
异的低温脱硝性能，同时具有良好的抗水和抗高空速性能；将Ce 元素应用于固定污染源的脱硝催化剂中，可使脱硝温度窗口向低温拓展100℃，同时有毒元素V 的含量可以降低10倍，并且对选择性也有明显改善，更
重要的是，由于Ce 对氧化还原性能的调控，催化剂对烟气中碱金属的抗
中毒能力提升近6倍；改性铈钛催化剂，可同时提高催化剂的表面酸性和氧化还原性，进一步提升催化剂的低温脱硝性能，拓宽催化剂的工作温度窗口；低温分解ABS 的非钒脱硝催化剂可使ABS 在低温条件下快速分解，释放出的NH 4+可有效参与到NH 3-SCR 反应中；耐硫特性的非钒
脱硝催化剂（Fe 2O 3、CeO 2）可抑制硫酸金属盐的沉积，促进NH 4HSO 4分解，减弱SO 2竞争吸附，抑制活性位点硫化
。
参与还原反应的氨气形成氨氮物，并通过固体颗粒物、脱硫废水等介
质迁移外排，大部分最终以氨气形式排放至大气。氨法脱硝中未参与还原反应的氨气浓度远大于氨逃逸量，为喷氨量的1/4～1/3，是大气中增量氨排放的主要来源物，2017年因氨法脱硝导致的氨排放量为137万～218万t。燃煤电厂作为氨排放工业源之一，脱硝氨逃逸问题 汪黎东
华北电力大学教授
汪黎东，现任华北电力大学环境
科学与工程学院副院长（主持工作）、教授、博士生导师。主要研究方向为大气污染控制；曾主持国 切铝锯片家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、河北省自然科学基金重点项目等；发表SCI 收录论文102篇，获得国际发明专利授权3项、国家发明专利授权14
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项。
FOCUS: THE CURRENT SITUA TION OF THE USE AND EMISSION OF AMMONIA IN COAL-FIRED FLUE GAS DESULFURIZA TION AND DENITRA TION PROCESSES
聚焦：燃煤烟气脱硫脱硝工艺中氨的使用与排放现状
将越来越受到重视。
脱硝系统氨逃逸量过高的主要原因有两个。一个是脱硝喷氨量控制不合理，在NO x排放不达标时，喷氨量显著提高，脱硝烟气流场不均、喷氨混合器数量不足、无法实现分区喷氨控制也造成了喷氨量过高。另一个是在线氨量检测不准确。机组脱硝出入口CEMS
（烟气排放连续监测系统）均为单点取样，因脱硝烟道内流场不均，CEMS测量数据只是取样区域氮氧化物浓度，无法代表整个烟道氮氧化物浓度分布的情况。另外，烟气成分复杂，探头易发生堵塞和腐蚀，且NH3性质特殊，其水溶性氨和吸附态氨均可能造成检测困难。
脱硝系统氨逃逸量过大主要表现在两个方面：一是SCR脱硝反应器出口烟气中NH3浓度超过3ppm；二是包含反应器出口飞灰中吸附氨、脱硝催化剂表面吸附氨及铵盐在内的未反应氨的排放量过大
。
硫工艺中由于氨水挥发，为提高脱硫效率，增大了喷氨量而引发了氨逃逸问题；亚硫酸铵氧化不充分而分解；NH3与酸性烟气组分形成PM2.5，烟气脱硝、湿法脱硫装置内产生PM2.5。
脱硫脱硝过程中氨逃逸会产生硫/硝酸铵、硫酸
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结合，形成亚微米级细颗粒物，穿透除尘和脱硫装置，促进一次PM2.5排放，并促进大气环境中二次PM2.5的形成；硫酸氢铵的产生会造成逃逸NH3在空气预热器中形成ABS细颗粒物，大部分ABS以气溶胶形态排离空预器
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。
末端检测三个主要方面。
（1）在源头控制方面，应从制度、技术装备和运行三方面实现。在制度方面，提高氨需求量计算和反馈机制，加强氨耗量管控制度建设，完善脱硝系统运行维护和生产人员管理的精准化、标准化制度；在技术、装备方面，提高脱硝系统关键装置的自动化程度，采用大数据—人工智能等技术，提高脱硝喷氨设备智能控制技术水平，加大SCR反应器入口烟气流场控制及优化技术研发，实现SCR反应器入口喷氨总量、各支管喷氨分量的精准可调或根据烟气流量自调；在运行方面，减少人为操作干扰，加大脱硝系统日常维护频次和健康状况监控。
（2）在过程监管方面，加大氨逃逸监管和监测密度。烟囱总排口之外增加监管点位，将SCR反应器出口NO x排放值纳入监管范围。从监测数量上，增加
SCR反应器出口截面NO x网格化监测点数；从监管限值上，将SCR反应器出口多点NO x排放偏差值小于±10%作为间接反映氨逃逸量的标准。
蓝膜片回收（3）在末端检测方面，采用转换脱硝喷氨控制思路的方式，网格化检测SCR反应器出口烟气中NO x浓度，以氧化还原反应摩尔比反控氨耗量，间接监测氨余量和逃逸量。同时，推进氨逃逸检测方法的研究，突破气态氨及各形态吸附氨的直接检测技术，攻克氨逃逸难以在线监测的难题
。
窑炉等）的燃煤烟气多污染物协同减排（NO x、VOCs、CO、HgO、二噁英等）及污染物的全过程控制。氨量的合理预测及自动化控制、氨排放量的精准直接测量。
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