環(huán)境保護(hù)部與國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局在2011年7月聯(lián)合發(fā)布了《火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，明確規(guī)定氮氧化物排放控制在100mg/Nm3以內(nèi)。在日益嚴(yán)格的環(huán)保排放控制要求下，我國(guó)火電廠普遍使用的爐內(nèi)低氮氧化物燃燒技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際需求，因此需要對(duì)燃燒后的煙氣進(jìn)行脫硝處理。本文筆者將在闡述火電廠煙氣脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上，就如何提高火電廠煙氣脫硝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行探討。

1.火電廠常用的煙氣脫硝技術(shù)

1.1選擇性催化還原技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)就是將還原劑氨氣噴入鍋爐省煤器下游300~400℃的煙道內(nèi)，在催化劑作用下，將煙氣中NOX還原為無(wú)害的H2O和N2。作為目前應(yīng)用最多且脫硝效率最高的技術(shù)，SCR的脫硝效率可達(dá)80%以上，其使用的脫硝還原劑大致包括以下幾類：

第一類為氨水。氨水制氨用作SCR煙氣脫硝系統(tǒng)在我國(guó)還不太常見(jiàn)，主要由于氨水采購(gòu)濃度僅為25%，火電廠脫硝系統(tǒng)使用量較大而導(dǎo)致運(yùn)輸成本較高，加上氨水屬于危險(xiǎn)藥品，因此自九十年代后國(guó)際上大容量火電機(jī)組就已經(jīng)很少使用氨水作為脫硝還原劑。

第二類為液氨。液氨是SCR煙氣脫硝系統(tǒng)最早采用的脫硝還原劑，前幾年在國(guó)內(nèi)火電廠使用較多。雖然液氨出廠價(jià)格比較便宜，但是其作為重大危險(xiǎn)源，儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及日常的運(yùn)行維護(hù)成本很高，而且存在極大的安全隱患，故近年來(lái)使用已經(jīng)逐漸減少。

第三類為尿素。由于尿素溶液的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理不需要特殊的安全防護(hù)措施，因此被認(rèn)為是最安全的脫硝還原劑，使用前需要將其轉(zhuǎn)回到氨，然后再用于SCR煙氣脫硝系統(tǒng)。

1.2非選擇性催化還原技術(shù)

非選擇性催化還原技術(shù)(SNCR)就是將氨氣、氨水或尿素等含有氨基的還原性溶液噴入到鍋爐爐膛中900~1100℃的區(qū)域內(nèi)，該還原劑快速溶解生成NH3，并和煙氣中的NOX進(jìn)行還原反應(yīng)生成無(wú)害的H2O和N2。氨與煙氣中的NOX所發(fā)生的還原反應(yīng)為：

4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2

4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2

4NH3+6NO→6H2O+5N2

8NH3+6NO→12H2O+7N2

SNCR比較適合小容量鍋爐的使用，其具有如下特點(diǎn)：不使用催化劑，氨氣和煙氣中的NOX在爐膛中直接反應(yīng);脫硝效率一般為20%~40%，如果再進(jìn)一步增加脫硝效率，將會(huì)影響下游設(shè)備并造成二次污染;反應(yīng)溫度窗口比較窄，因此選擇合適的反應(yīng)溫度區(qū)域比較困難;SCR在催化劑的作用下，部分SO2會(huì)SO3，而SNCR卻不存在這個(gè)問(wèn)題，因此SNCR技術(shù)可允許較大的氨逃逸率;參加反應(yīng)的還原劑除了氨外，還可以使用尿素，而尿素的存儲(chǔ)和使用都比較安全;初次投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小且建設(shè)周期短。

1.3SNCR與SCR混合煙氣脫硝技術(shù)

SNCR與SCR混合煙氣脫硝技是SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同SCR工藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步脫除NOX，從而提高整體脫硝效率。SNCR體系可向SCR催化劑提供充足的氨，但是控制好氨的分布以適應(yīng)NOX的分布的改變卻是非常困難的。為了克服這一難點(diǎn)，混合工藝需要在SCR反應(yīng)器中安裝一個(gè)輔助氨噴射系統(tǒng)，準(zhǔn)確地試驗(yàn)和調(diào)節(jié)輔助氨噴射可以改善氨在反應(yīng)器中的分布。SCR與SNCR混合煙氣脫硝技術(shù)將SCR技術(shù)和SNCR工藝有效的結(jié)合起來(lái)，不但節(jié)約了成本，而且將脫硝效率提高到了95%以上。1.4三種煙氣脫硝技術(shù)的對(duì)比

上面分別對(duì)SCR、SNCR和SNCR-SCR混合法等三種煙氣脫硝技術(shù)的原理及特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，下表為三種技術(shù)的綜合比較：

2.提高火電廠煙氣脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的建議

從國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)角度而言，火電廠設(shè)置煙氣脫硝系統(tǒng)，雖然會(huì)增加年運(yùn)行成本，但會(huì)大幅度降低NOX排放，有助于改善當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境質(zhì)量，為區(qū)域NOX減排做出一定貢獻(xiàn)。但火電廠經(jīng)營(yíng)的一大目的就是提高經(jīng)濟(jì)效益，但目前火電廠使用煙氣脫硝技術(shù)的一大事實(shí)是，無(wú)論怎么提高機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)，都無(wú)法改變NOX治理成本高于排污成本的現(xiàn)狀。因此，本文筆者認(rèn)為可以從如下方面著手，來(lái)提高火電廠煙氣脫硝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益：

第一，積極推廣低氮燃燒技術(shù)。低氮燃燒技術(shù)一般是指空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、燃料分級(jí)燃燒技術(shù)和低氮燃燒器等。采用低氮燃燒技術(shù)能顯著降低爐內(nèi)氮氧化物生成，降低SCR反應(yīng)器入口NOX濃度，減少還原劑液氨的耗用量，減少氮氧化物排放量。以600MW的燃煤機(jī)組為例，改用低氮燃燒器采用低氮燃燒技術(shù)后脫硝系統(tǒng)入口NOX濃度一般能控制在400mg/m3以內(nèi)，但低氮燃燒技術(shù)目前在我國(guó)還處于起步階段，很多關(guān)鍵技術(shù)還不夠成熟，關(guān)鍵設(shè)備還有待于國(guó)產(chǎn)化，這也是我們未來(lái)相關(guān)工作者需要努力解決的問(wèn)題。

第二，火電廠要盡量減少設(shè)備改造，切實(shí)提高氮氧化物脫除效率。一方面，由于國(guó)家的減排控制措施越來(lái)越嚴(yán)格，火電廠在新建時(shí)要按國(guó)家要求來(lái)同步增加脫硝設(shè)施，確保減排政策調(diào)整時(shí)能夠最大限度減少對(duì)原設(shè)備的改造，通過(guò)降低設(shè)備投資來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益，另一方面，從排污權(quán)交易的角度而言，火電廠可以利用高效率脫硝裝置進(jìn)入排污交易市場(chǎng)來(lái)獲利。對(duì)于脫硝力度比較大的火電廠，在企業(yè)審批的氮氧化物排放總量中結(jié)余一定的指標(biāo)來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)交易，將企業(yè)減排負(fù)擔(dān)變?yōu)橛馁Y源，與脫硝不利超出審批指標(biāo)的企業(yè)進(jìn)行排污指標(biāo)交易而獲利。

第三，貫徹落實(shí)國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于疏導(dǎo)環(huán)保電價(jià)矛盾有關(guān)問(wèn)題的通知》(發(fā)改價(jià)格[2014]1908號(hào))。2014年國(guó)家發(fā)展改革委員引發(fā)了《關(guān)于疏導(dǎo)環(huán)保電價(jià)矛盾有關(guān)問(wèn)題的通知》(發(fā)改價(jià)格[2014]1908號(hào))，決定從9月1號(hào)開(kāi)始在保持銷售電價(jià)總水平不變的情況下，適當(dāng)降低燃煤發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電價(jià)，用于進(jìn)一步疏導(dǎo)環(huán)保電價(jià)矛盾。此次電價(jià)調(diào)整，全國(guó)燃煤發(fā)電企業(yè)標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)平均每千瓦時(shí)降低0.93分錢，重點(diǎn)用于對(duì)脫硝、除塵環(huán)保電價(jià)矛盾進(jìn)行疏導(dǎo)?！锻ㄖ芬蟀l(fā)電企業(yè)與煤炭企業(yè)切實(shí)采取有效措施，將發(fā)電用煤價(jià)格維持在合理區(qū)間，防止出現(xiàn)過(guò)度下跌，以促進(jìn)煤炭、電力行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。近年來(lái)，在環(huán)保電價(jià)政策支持下，火電廠積極開(kāi)展脫硝、除塵設(shè)施改造，而此次電價(jià)調(diào)整，將有利于環(huán)保電價(jià)及時(shí)結(jié)算，支持火電廠開(kāi)展脫硝、除塵改造，改善大氣質(zhì)量。

第四，實(shí)施積極的煙氣脫硝貸款政策。隨著電力市場(chǎng)改革的不斷深化，火電廠面臨的經(jīng)營(yíng)壓力日益加劇，資金的緊缺使絕大多數(shù)火電廠不愿投資煙氣脫硝裝置，而金融系統(tǒng)為了保證其收益，又不斷提高貸款利率或縮短還貸周期，從而增加了火電廠的脫硝財(cái)務(wù)費(fèi)用。雖然我國(guó)一些省市已經(jīng)將煙氣脫硝貸款列為國(guó)家貸款扶持范圍，對(duì)新建煙氣脫硝實(shí)施低、貼息政策，降低貸款利息并降低此類貸款門檻，但將這一優(yōu)惠政策落到實(shí)處還有很長(zhǎng)的路要走，因此國(guó)家應(yīng)該研究如何實(shí)施積極的煙氣脫硝貸款政策，促進(jìn)火電廠投入更多的資金給煙氣脫硝裝置。

第五，促使煙氣脫硝關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。在火電廠煙氣脫硝裝置中，催化劑成本約占整個(gè)脫硝投資的45%，如果國(guó)家加大催化劑生產(chǎn)企業(yè)的支持力度，使更多的企業(yè)能夠生成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的催化劑產(chǎn)品，這就會(huì)加劇生產(chǎn)企業(yè)間的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)而導(dǎo)致脫硝裝置投資的降低，從而提高火電廠煙氣脫硝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.小結(jié)

實(shí)踐表明，單獨(dú)依靠提高機(jī)組利用小時(shí)數(shù)來(lái)改變火電廠氮氧化物治理成本高于排污成本的現(xiàn)狀是不現(xiàn)實(shí)的，為此筆者認(rèn)為國(guó)家應(yīng)該出臺(tái)降低脫硝工程貸款利率、增大脫硝上網(wǎng)電價(jià)、調(diào)整排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、許可排污權(quán)交易等一系列政策，盡量增加火電廠煙氣脫硝的經(jīng)濟(jì)效益。