目前應(yīng)用的火電廠鍋爐脫硝技術(shù)中,選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction簡稱SCR)法脫硝工藝被證明是應(yīng)用最多且脫硝效率最高、最為成熟的脫硝技術(shù),是目前世界上先進的火電廠煙氣脫硝主流技術(shù)之一。1975年在日本Shimoneski電廠建立了第一個SCR系統(tǒng)示范工程,其后SCR技術(shù)在日本得到了廣泛應(yīng)用,大約有170套裝置,接近100 GW容量的電廠安裝了這種設(shè)備。在歐洲已有120多臺大型裝置的成功應(yīng)用經(jīng)驗,其NOx的脫除率可達到80%~90%。美國政府也將SCR技術(shù)作為主要的電廠控制NOx技術(shù)。
SCR法是一種燃燒后NOx控制工藝,關(guān)鍵技術(shù)包括將氨氣噴入火電廠鍋爐燃煤產(chǎn)生的煙氣中;把含有NH3(氣)的煙氣通過一個含有專用催化劑的反應(yīng)器;在催化劑的作用下,NH3(氣)同NOx發(fā)生反應(yīng),將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化成H2O和N2等過程,脫硝效率≥90%。目前,利用該項技術(shù)的產(chǎn)品在全球占有率高達98%,居世界發(fā)達國家煙氣脫硝技術(shù)首位。
在我國,1995年第一次修訂《大氣污染防治法》時,就在增加的有關(guān)條款中要求“企業(yè)應(yīng)當逐步對燃煤產(chǎn)生的NOx采取控制的措施”;1996年修訂火電廠排放標準時,對新建30萬kW以上火電機組提出了NOx排放控制標準,《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2003對新老機組提出更嚴格的NOx排放濃度限值;在2003年7月1日開始實施的《排污費征收使用管理條例》中,也規(guī)定對NOx征收排污費,征收標準與SO2相同;電力工業(yè)環(huán)境保護“十五”規(guī)劃中,提出“大力推廣低氮燃燒器及采用分級燃燒技術(shù);現(xiàn)有20萬kW火電機組開始啟動低氮燃燒技術(shù)改造,“十五”期末,力爭在運行鍋爐上完成排煙脫硝工業(yè)示范試驗”。20世紀90年代建成的福建后石電廠60萬kW火電機組已建成排煙脫硝裝置,NOx排放濃度85 mg/m3,遠低于650 mg/m3。由此可見,對火電廠排放NOx實行總量控制已具備法律、排放標準、排污收費、治理技術(shù)等方面的條件。“十一五”對火電廠排放NOx實施總量控制將是最佳的時機。
相對于火力發(fā)電脫硫,煙氣脫硝是控制火力發(fā)電污染排放的更高要求。由于技術(shù)的特殊性,煙氣脫硝裝置必須與電廠建設(shè)同步進行。2005年4月,電力規(guī)劃設(shè)計總院主持召開火電廠煙氣脫硝技術(shù)及SCR脫硝裝置預(yù)留方案專題研討會,對在大容量常規(guī)燃煤火電機組的建設(shè)中預(yù)留煙氣脫硝裝置的設(shè)計方案進行了分析研究。根據(jù)GB13223-2003中“第3時段火力發(fā)電鍋爐須預(yù)留煙氣脫除NOx裝置空間”的要求,結(jié)合我國火電廠脫硝技術(shù)現(xiàn)階段的實際情況,2004年1月1日起新建的300 MW及以上容量燃煤鍋爐,須暫按SCR預(yù)留脫硝裝置空間。重點對SCR反應(yīng)器布置場地預(yù)留、催化劑層數(shù)及荷載預(yù)留、爐膛瞬態(tài)防爆壓力的選取、空預(yù)器改造條件預(yù)留、引風機改造條件預(yù)留、電除塵器設(shè)計選型要求、還原劑儲存、制備場地的預(yù)留等技術(shù)方案進行了充分的論證并形成了初步意見。
2005年,哈爾濱鍋爐廠有限責任公司與三菱重工業(yè)株式會社正式簽署了脫硝SCR技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議,成為國內(nèi)首家引進脫硝技術(shù)的企業(yè)。此次哈鍋SCR脫硝技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議的簽署,將為我國燃煤電廠控制NOx排放提供重要的技術(shù)支撐。