怎么提高企业脱硝效率？——访美国阿米那公司董事总经理威廉·拉塔
SCR(选择性催化还原)和SNCR(选择性非催化还原)技术，是目前在国际上普遍采用的两种脱硝技术。实际应用中，二者各有利弊。在近日中美能源企业合作协议签署期间，记者就脱硝技术的应用采访了美国阿米那公司董事总经理威廉·拉塔。
首要考虑炉内燃烧优化技术
“要脱硝，首要考虑炉内燃烧优化技术。目前，很多锅炉尤其是一些中小企业使用的锅炉燃烧效率不稳定，排放物浓度过高。”威廉说，“通过炉内改造，不仅可以帮其脱硝，还可以帮其提高燃烧效率，节省运营成本。对这类企业来说，脱硝不仅不花钱，反而能省钱。”
威廉介绍了阿米那在国内第一个成功改造的案例，即宜兴协联热电有限公司的锅炉改造。据介绍，这家企业的炉型为四角切圆锅炉，设计煤种为烟煤，单机容量为135兆瓦，总容量为270兆瓦，改造前的氮氧化物排放量为520毫克/立方米。
为了达到最佳改造效果，阿米那首先对机组近期的运行情况进行综合评估，然后使用公司具有专利权的CFD(流体动力计算)分析工具进行改造优化前后的工况模拟比较。计算得出的数据可用于评估各种锅炉改造方案产生的影响，通常情况下进入炉膛内的燃料和空气的总量和位置会有变化。
经过分析计算，阿米那对其进行了锅炉改造，采取的脱硝方式是炉内分级燃烧。锅炉改造包括主风箱改造、增加分离式燃尽风(SOFA)改造、新增风道及支吊、新增OFA风水冷壁开孔及所需弯管和密封、新增空气测量系统、控制系统改造等措施。
"经过锅炉改造后，这家公司的氮氧化物排放量降低了50％，达到了260毫克/立方米，不仅减少了相当数量的环保费用，还可避免在现阶段安装昂贵的SCR系统。"威廉说，"仅通过炉内改造优化燃烧状况，就已经达到了目前需要的脱硝效果。"
燃烧优化与SNCR技术的组合能在降低氮氧化物排放量60％～80％的同时兼顾经济性
随着国家大气污染物排放标准的进一步实施，在重点地区，降低60％～65％的排放量还远远达不到要求。"为此，我们推出了一种将燃烧优化与SNCR系统组合的技术，能在降低氮氧化物排放量60％～80％的同时兼顾经济性。"威廉说。
SNCR技术的原理是向炉内喷射氨、尿素等化学还原剂，使之与烟气中的氮氧化物反应，将其转化成氮气和水。
威廉说:"传统的SCNR技术尽管在费用上已远远低于SCR系统，但其降低氮氧化物排放的能力却让人感到遗憾。阿米那开发了将燃烧优化与SNCR结合的复合系统，解除了传统SNCR系统性能上的限制。"
据威廉介绍，改进设计的燃烬风喷口和燃料出口被安装在沿着四面锅炉墙壁的拐角处，形成一组平行线。这种设计减少了燃烧过程中氮氧化物的生成。同时，通过空气进口喷射液体气溶的非选择性还原剂，SCNR系统可以进一步降低氮氧化物的排放。这种将燃烧优化与SNCR的复合系统可以应用于电站锅炉、冶金锅炉、焚化炉等各种锅炉上。
广州万利达纸制品有限公司自备电厂锅炉就是阿米那成功改造的一个案例，采用的改造方式即炉内分级燃烧＋SNCR。这家热电厂的炉型为四角切圆燃炉，燃烧煤种为烟煤，单机容量为50兆瓦，改造前氮氧化物排放量为700毫克/立方米。
"改造于今年8月调试完毕，氮氧化物实际排放量只有101毫克/立方米。值得一提的是，与最初的设计相比，燃炉优化前实际使用煤的费用每年增加170万元，优化后这笔费用每年减少150万元，优化后比优化前实际每年减少320万元。"威廉介绍说，"由于改造提高了燃烧效率，这家公司不到半年就收回了改造的投资。"
"合理选择脱硝技术可实现双赢，尤其是中小企业。将炉内燃烧优化与SNCR技术的结合，往往可以让其在脱硝的同时还能省钱。"威廉说。
在浓度要求低于100毫克/立方米时，可将优化燃烧与SCR技术结合，脱硝率可达95％
只有在通过炉内改造保证机组现有效率提高或保持不变，并且氮氧化物排放已经降到极限的情况下，客户才会考虑炉外脱硝技术。据威廉介绍，发达国家普遍采用燃烧控制与SCR技术相结合的方法。
SCR目前是世界上应用最广泛、最为成熟且最有成效的一种烟气炉外脱硝技术。SCR技术是利用氨对氮氧化物的还原功能，在催化剂作用下将氮氧化物还原为对大气没有影响的氮气和水。"选择性"的意思是指氨在这里只选择氮氧化物进行还原反应。
针对不同电厂和地区的要求，尤其是在排放标准要求高的地区(排放浓度低于100毫克/立方米)，阿米那会把燃烧过程优化技术和设备选择方式与SCR技术相结合，这种组合成本相对低廉并且氮氧化物减排效果很好，脱硝率可达95％。
"SCR系统的一个关键问题是保证氮氧化物穿过锅炉横截面时浓度分布均匀。不幸的是，大多数锅炉都无法保证这一点，导致通过烟气管道到达SCR系统的氮氧化物也不均匀，影响脱硝效率。并且对催化剂更换次数增大，增加运行成本。"
"阿米那通过锅炉改造基本解决了这些问题。通过控制空气流量及氮氧化物的生成，使氮氧化物均匀地进入催化剂区域来简化氨气应用系统的设计，最终提高脱硝率及可操作性等，并降低运行成本。"威廉补充说。
2010年亚运会召开时，广州市政府要求电厂的氮氧化物排放量低于200毫克/立方米。阿米那公司为广州市改造了6台机组，其中有4台在燃烧优化的同时采用了SCR技术。
目前，阿米那正在为北京京桥热电有限公司(草桥电厂)提供解决方案。阿米那计划对其中两台350兆瓦余热锅炉采用SCR技术，"改造后的氮氧化物排放量将降低85％，草桥电厂二期工程将成为全世界氮氧化物排放最低的电厂，也将成为全球能源领域的标志性项目。"威廉说。
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