附录 B 尿素水解工段流程图 25

1 引言

NOx 是通常工公认的三种主要的大气污染物之一（即烟尘、SO2、NOx），它对环境和人 体的危害程度与 SO2 相比有过之而无不及，甚至较 SO2 更加深广，因此，也备受人们高度关 注。NOx 长期暴露在空气中会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题，也会危害人的健康。因此， 控制燃煤电厂烟道气中的 NOx 的排放量 ，减少因大量燃煤造成的空气污染，成为一个亟待 解决的问题。为了控制 NOx 的排放量，国际上通用的做法有两种：其一是低氮燃烧技术，包 括燃烧前对燃料脱氮处理和改进燃烧技术，旨在从源头减少 NOx 的排放；其二是在烟道气处 理装置中加入烟气脱硝设施，在后续过程减少烟气中的 NOx。

烟气脱硝设备通常是利用还原剂来还原烟气中的 NOx，一般来说，液氨、尿素和氨水都 可以作为脱硝还原剂的来源。但是液氨和氨水无论是运输还是存储过程中，都有可能发生泄 漏和爆炸，危害人民群众的生命财产安全，政府现在对以上两种物质的运输和使用都有越来 越严格的限制。目前，许多电厂被迫去寻求一种不经济，但是较为安全的运行方式，即采用 尿素作为脱硝还原剂。

1。1 烟气脱硝技术概述

燃烧烟气指化石燃料燃烧过程中生成的含 NOx、SO2 的烟气，其中 NOx 包括 NO、NO2， 主要是 NO，因为燃料化学成分和燃烧过程不同可能还含有一些其它成分。化石燃料燃烧烟 气中的硫氮污染物的含量如下表所示[1]：

表 1。1 化石燃料燃烧烟气中 SO2 和 NOx 的相对含量

燃料 煤 石油 天然气 

SO2 100 80 57

NOx 100 71 20~37

从上表可以知道，煤在三种化石燃料中时最“脏”的，使用较为清洁的天然气作为燃料 可以有效减少烟气中的 NOx 约 2/3。但由于我国“富煤缺油少气”的国情，使得煤成为我国 能源消耗的主要原料，因此，产生了更多的 NOx。

国际上对于控制 NOx 的排放的主流方法有三种：1）燃料脱氮；2）改变燃烧方式，开发 新的比较绿色的燃烧技术，即燃烧中脱氮；3）烟气脱硝，即燃烧后 NOx 的控制技术。前两 种方法主要是控制化石燃料在燃烧时 NOx 的生成量，属于低 NOx 燃烧技术；第三种方法则是 先让化石燃料直接燃烧，然后再对化石燃料燃烧后产生的 NOx 在排放前进行集中处理，以达 到国家的排放要求。

当前，国际上比较成熟的烟气脱硝技术有两种： 一是选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，简称 SCR)；二是选择性非催化还原技术(Selective Non-catalytic Reduction， 简称 SNCR)。

1。1。1 选择性催化还原技术（SCR）

选择性催化还原技术是指：在一定的温度条件下，还原剂（NH3）在催化剂的作用下与 NOx 反应，烟气中的 NOx 被选择性地还原，生成无毒、对环境无污染的 N2 和 H2O。以氨气为 还原剂的 SCR 反应如下：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1-1)

8NH3+6NO2→7N2+12H2O (1-2)

烟气的 NOx 中，NO 占了绝大部分（约 95%），所以以上两个反应中，（1-1）为主要的反 应。当催化剂不存在时，NOx 与 NH3 要在 980℃才会发生化学反应的温度；如果加入催化剂， 这个反应温度可以降低到 320~400℃。