脱硝还原剂技术经济论文范文

1安全比较

液氨是一种有毒、易燃的化学危险品，具有腐蚀性和挥发性，作业场所最高允许浓度为30mg/m3，与空气混合可形成爆炸性混合物，其爆炸上限为27．0%、下限为15．5%。泄漏时可导致中毒，对眼、黏膜和皮肤有刺激性，有烧伤危险。按照《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218－2009)标准规定氨临界储存量大于10t就构成了重大危险源。此外，由于液氨通常在带压状态下操作，其运输、贮存和安全注意事项应满足《石油化工储运系统罐区设计规程》(SH3007－1999)及《液体无水氨》(GB526－1988)规定。卸液氨用软管应满足《输送无水氨用橡胶软管和软管组合件规范》(GB16591－1996)的要求。《石油化工企业设计防火规范》(GB50160－2006)关于储罐防火间距的要求，氨站应该距离生产厂房和生产设备20m，距离明火和散发火花地点25m，距离全厂重要设施30m，距离运输道路、厂围墙10m。《危险货物品名表》(GB12268－1990)氨为有毒气体。与液氨不同，尿素是一种稳定、无毒的固体物料，不存在爆炸危险、毒性危害和重大危险源等因素，其使用不会对人员和周围环境产生不良影响。尿素作为还原剂可被散装运输并长期储存，在运输、储存及安全距离、布置场地等方面无特殊要求，是一种理想的氨来源。

2经济比较

脱硝还原剂的成本主要包括两方面的费用:一是消耗还原剂的物料费用;二是运输费用。一般而言，制氨系统中液氨和尿素两种方法物料消耗量比为1∶1．76。按照目前液氨3300元/t，尿素2000元/t计算，两者费用相差不大。运输费用方面，本文不完全统计了19个使用液氨为还原剂的脱硝项目，发现液氨的运输距离一般都较远，50km以上的约占3/4，导致运输管理费用相对较高，但在10km以下的供应源也占到了3个，可见液氨的供应一般有两种形式:一是液氨需要通过较远距离的转运来获得，二是电厂本身就处于工业区，周围就有液氨的供应公司。尿素作为一般的农用肥料可就近购买，火车或汽车运输均可，供应源广泛，因而运输费用相对较低。在项目初投资、运行成本和电耗上，具体以我国某2×600MW级机组脱硝工程的各项费用比为例，可以发现:以液氨法为基准时，尿素水解和热解法的初期投资大概增加10%～20%左右，即尿素法制氨的单位千瓦投资较液氨高;液氨法在年运行成本和年电耗成本上费用最低。尿素水解由于部分系统和设备需要进口，因此初期投资较大，但能耗相对热解法为低。综上所述，虽然液氨制氨的原料成本较高，且在实际工程中液氨的储存必须考虑安全性，如需对操作人员进行安全培训、液氨安措管理费用投资等，但使用液氨时只需蒸发即可得到氨蒸汽，工艺相对简便，而尿素法必须要经过热解或水解才能得到氨蒸气，电耗和蒸汽耗量都较液氨大，且能耗所占比例大，因而液氨较尿素仍有较大的经济优势。

部分统计国内近3年的45个脱硝工程的还原剂选用情况，液氨30个、占66．7%，而尿素水解和热解分别为12个和3个，分别占26．7%和6．6%。其中，江苏地区的12个脱硝项目中的11个采用了液氨法。由此可见，目前国内尿素法制氨总体上仍相对较少，其中热解技术有较为成功的使用业绩并已实现部分设备的国产化，水解技术则大多依赖进口设备。针对上述情况，本文进一步对以液氨为还原剂的不同机组容量的改造脱硝项目情况做一比较，其中脱硝效率为80%，制备车间为2台机组公用(见表3)。从表3可知，一般情况下，脱硝还原剂消耗费用占年运行成本的比值基本上在10%～20%之间，且随机组容量的增大，脱硝消耗的还原剂费用和电耗也增大，但单位kW脱硝的投资费用呈递减关系。进一步不完全统计了不同机组容量的16个脱硝项目，统计结果见图2。由图可知单位千瓦脱硝投资随机组容量明显降低，两者呈负相关关系。

3结论与建议

(1)液氨法和尿素法技术都较成熟，均适合作为大型火电机组SCR脱硝反应器的氨气制备方法，目前还原剂仍以液氨为主。液氨作为还原剂在初投资和运行费用上都有较大优势，且一般情况下液氨消耗成本占总运行费用比值在10%～20%之间，单位千瓦脱硝投资与机组容量大小呈负相关关系。(2)在具有充分的安全运行管理保障措施下或人口稀少的地区，可选用液氨法以节省投资和运行费用;如在人口密集居住区等敏感区域附近的电厂，安全因素更为重要，尿素法则具有一定的优势。(3)液氨作为还原剂有一定的安全隐患，必须通过安全性评价确认项目的安全性，在公众参与中还将安全问题纳入影响反馈范围。采用尿素法制氨时主要应避免储存过程的板结，防止尿素溶液水解器内发生聚合反应引起管道堵塞。(4)今后烟气脱硝工程不断投产以及工程安全度的要求提高，尿素的价格可能会随需求量的增加而上升。建议国家通过免征尿素进口增值税等手段抑制市场价格，降低火电烟气脱硝成本。

作者：姜艳靓朱林王可辉王娴娜单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院国电环境保护研究院