燃烧化石燃料对环境的危害是当今世界性的严重问题。化石燃料在燃烧过程中必须释放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等有害化学物质，这些有害物质直接或间接地危害人畜，引起身体癌变，产生酸雨，形成温室效应。对此，国家要求电力企业必须配备脱硝装置，以减少对环境的破坏。文章分析了燃煤锅炉脱硝系统的运行优化。

目前的动力供给主要由燃煤提供，但在提升能源供给的同时，燃煤过程中产生大量的氮氧化物，主要包含NO、N2O及NO2。如果不及时有效地控制燃煤产生的氮氧化物，会对我们的生活产生严重的负面影响。为了消除这种现状，必须采用更经济、更准确的脱硝系统，降低燃煤过程中产生的氮氧化物，因此优质的脱硝系统具有一定的研究价值。

1现阶段我国燃煤的脱硝状况

我国与发达国家相比，在燃煤技术的应用和脱硝技术的应用都有一定的差距。从我国脱硝技术来看，我国大部分燃煤机组采用催化剂脱硝技术方法，选用催化剂脱硝方法结构简单，脱硝率高，脱硝过程中不产生副产品，因此该技术在国际上泛应用。从脱硝技术和设备来看，我国大部分燃煤企业以引进国外先进技术为主，个别企业在引进的同时进行消化、吸收和创新，也研发出了具有自主知识产权的选用催化剂脱硝方法的关键技术。

2建设脱硝产业存在的主要问题

2.1脱硝技术掌握技术不足

我国在煤炭脱硝产业进步明显，但其核心技术也难以突破，脱硝技术和设备仍以进口为主，没有形成自主完整的脱硝技术解决方案。

2.2催化剂实现国产化

脱硝技术的核心技术是脱硝催化剂，但目前我国脱硝技术需要向国外进口脱硝催化剂，没有形成自主产业链，我国燃煤电力成本高。燃煤企业在使用脱硝催化剂的时候，脱硝催化剂的选择和设计等方面都是由脱硝催化剂厂家提供的，增加了承包方和使用方的协调难度，可能带来质量风险。

流场设计对脱硝系统在经济可靠性运行中起着重要作用，同时在燃煤设备整体正常运行中起着重要作用。催化剂厂家在流场设计上如果设计不合理，催化剂表面的气流、温度和氨浓度分布就不能满足使用要求，不仅会影响脱硝效果，还会出现催化剂积灰、堵塞等问题，影响正常生产。

2.3脱硝催化剂行业缺乏统一标准和监管

因为我国各个燃煤企业所采用的脱销系统各不相同，相关部门在制定技术标准时也没有统一的体系进行参考，造成在脱硝产业上缺乏系统的考虑，影响脱硝产业的健康发展。催化剂的厂家都是按照国外标准进行翻译来的标准作为企业标准来对产品进行产品检测。催化剂产品之间的差异很大，因此在同一检查指标的定义上也有差异，催化剂的使用者无法真正从质量和优先催化剂来判断是催化剂行业急需解决的问题。

3减少燃煤排放的主要方法燃煤锅炉脱硝系统运行优化分析

氮氧化物是化学燃料在燃烧过程中产生的氮氧化物质，不仅伤害了人的呼吸系统，还伤害了动植物，破坏了臭氧层。一氧化氮进入大气后，与氧化合成二氧化氮，二氧化氮成为硝酸根，硝酸根被雨冲走落在地上形成酸雨，氮氧化物是引起酸雨的主要物质之一，氮氧化物也是形成温室效应和光化学反应的主要物质之一。

火力发电厂、垃圾焚烧厂、水泥厂等是氮氧化物产生和排放的主要场所，燃煤企业的减排受到特别重视。目前，世界上有效降低煤炭排放的主要方法大致分为

3.1低氮燃烧技术

燃烧中控制氮氧化物的生成。低氮燃烧技术主要适用于大型燃煤锅炉等。低氮燃烧技术只能降低氮氧化物排放值的30%~50%。为了进一步降低其排放量，必须采用烟气脱硝技术。

3.2选择性催化还原技术

即主要用于大型燃煤锅炉，它是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的。

3.3选择性非催化还原技术

主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其缺点是效率低于选择催化脱硝技术，优点是投资小，建设周期短。

3.4选择性催化还原技术与选择性非催化还原技术相结合

主要用于大型燃煤锅炉低氮氧化物排放和场地受限的情况下，也适用于旧锅炉改造项目。

4脱硝系统的工艺原理

目前国际上普遍使用选择性非催化还原脱硝和催化脱销的方法。

4.1脱硝技术主要采用选用催化剂的脱硝方法

主要是催化剂、氨和烟在催化作用下产生的反应。混合气在催化剂的作用下与烟混合进入脱硝反应器。脱硝反应主要在310℃~410℃范围内进行，反应器超过这个范围的控制系统会自动报警，停止氨的供给，脱硝反应的产物水和氮烟进入空气预热器。

氨作为还原剂将氮氧化物催化还原为N2，烟气中的氧气与氨反应少，释放热量小，烟气脱硝技术的脱销效率达到90%以上，是最成熟最可靠的脱硝技术。4.2选择性非催化还原脱硝技术

选择性非催化还原脱硝技术将含氮氧化物基的还原剂(如氨、氨、氨、尿等)喷入温度为850℃~1150℃的炉膛区域，氨、氨、尿等还原剂通过安装在屏式过热器区域的喷枪喷入，氨、氨、氨、尿等还原剂迅速热分解为氨和其他副产品，然后氨和烟中的氮

选择性非催化还原法在高温和无催化剂的情况下，通过烟道气流产生的氨和烟中的氮氧化物参与反应，放热量大，效率仅为30%~50%。选择性非催化脱硝的典型过程是氮氧化物通过还原剂、锅炉/窑炉(反应器)、除尘脱硫装置、鼓风机、烟囱完成分解。

非催化还原脱硝还原剂以氨水(尿素溶液)为主，20%的氨水溶液(或尿素需要增加制备模块制作尿素溶液)通过输送化学工业泵输送到静态混合器，与稀释水模块输送的软化水进行定量的混合比，通过计量分配装置正确分配到各喷枪，通过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。

5脱硝系统工艺技术优化方案

5.1选用催化剂脱硝作状况剖析及优化方案

选用催化剂还原方法高效率，运作可靠，在国内应用较为广泛。但是，目前大型燃煤机普遍存在喷雾不正确、选择性选择催化剂的反应器分布不均匀、催化剂层入口气体混合状况差等原因，导致喷雾过多、大量氨气脱落的问题。

氨气泄漏不仅会给工厂带来经济损失，还会出现催化剂老化等问题。对于这样的问题，国内在选择催化剂脱硝方面主要采用固定摩尔比方法，即

(1)将进口烟的流量和锅炉的负荷信号作为喷雾的信号源，利用模糊的控制规则进行范围预测，获得喷雾控制系统的反馈控制信号

(2)采用多个地区的测量方法对出口烟氮氧化物进行浓度检测和数据处理。该方法主要采用出口固定氮氧化物含量的控制方式，同时控制氨的用量，减少氨的排放，进一步提高脱硝效果，控制成品。但是，该方法需要检测多个变量，逻辑控制复杂。

5.2选择性非催化脱硝的运行状况分析和优化方案

(1)选择性非催化脱硝对反应温度区间的要求高，温度低或高容易导致氨泄漏。解决方法1:选择合适的还原剂。氨水的脱硝反应比尿素低50℃~100℃，在低温区对脱氨有良好效果的解决方法2:选择合理的喷雾位置。长氨逗留时间和良好混合效果有助于解决氨泄漏问题的解决方法3:适当添加添加剂扩大反应温度的窗口，显着增加选择性非催化脱硝效果。

(2)脱硝效率低。选择性非催化还原脱硝系统效率低的原因和解决办法如下:还原剂分布不均匀，解决办法:重新调整喷枪和各阀门的开度，使还原剂与烟中的氮氧化物混合均匀，检查还原剂管道和阀门是否堵塞，检查锅炉燃烧系统是否正常。

(3)氨泄漏与SO3低温反应，空预器热交换面堵塞或污染。在空预器受热元件的中温段和低温段，泄漏的氨和烟中的SO3发生氧化反应形成硫酸氢氨。硫酸氢氨是腐蚀性强、粘稠的固体，附着在加热部件的表面，容易吸附灰尘堵塞空气预测器，增加系统阻力，危害设备的正常运转。解决方法:选择搪瓷渡层热交换部件，可以降低硫酸氢氨在空预器热交换部件上的形成速度。

6结语

由于我国空气污染早已引起国家和人民的重视，脱硝技术性做为燃煤企业减少废气排放的关键技术性，控制理论脱硝控制系统的优化对燃煤企业起着关键的作用。目前煤炭企业对脱硝控制和战略存在很大问题，但随着脱硝控制系统战略的优化，有一天可以解决脱硝控制系统的很多问题，进一步提高脱硝效率，促进我国煤炭企业的高效发展。

以上分析了脱硝技术的技术和影响因素和优化设计，介绍了选择性非催化脱硝和催化脱硝的选择方法，以供燃煤企业和环境管理参考。