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烟气脱硝技术的工艺特点及其经济学分析

来源:学术堂 作者:王老师
发布于:2014-06-16 共2851字
论文摘要

  据环保部统计,2011年我国氮氧化物(NOx)年排放量达到2400万吨,成为世界第一。专家预测,2020年我国NOx年排放量将达到3000万吨,这将对我国的大气环境产生巨大威胁。NOx排放源主要有燃煤电厂、工业企业和机动车。我国NOx排放量中近70%来自煤炭的直接燃烧,而火电燃煤又占煤炭直接燃烧比例的50%以上。
  
  “十二五”期间,国家要求进一步深化主要污染物总量减排,新增NOx约束性指标,要求到“十二五”末减排10%(参考2010年排放量),NOx减排成为国家“十二五”期间环境保护的重点任务。作为NOx排放的重点行业,火电厂脱硝对实现“十二五”减排目标具有重要意义,国家已经出台相关项目审批、结构调整和脱硝优惠电价等政策法规,并推出更严格的排放标准,以推动火电脱硝产业发展。
  
  一、技术经济分析
 
  1.技术经济分析的概念。技术经济学是一门应用理论经济学基本原理,研究技术领域经济问题和经济规律,研究技术进步与经济增长之间的相互关系的科学,是研究技术领域内资源的最佳配置,寻找技术与经济的最佳结合以求可持续发展的科学。技术经济学研究的不是纯技术,也不是纯经济,而是两者之间的关系,即把技术与经济结合起来进行研究,以选择最佳技术方案。技术经济学研究的主要目的是将技术更好地应用于经济建设,包括新技术和新产品的开发研制、各种资源的综合利用、发展生产力的综合论证。
  
  2.技术经济分析的基本原则
  
  2.1 社会需要原则
  
  2.2 技术性和经济性相统一的原则。
  
  2.3 产出大于投入的原则。
  
  2.4 定量分析与定性分析并用原则
  
  3. 技术经济分析的主要方法
  
  3.1 系统综合法。即采用系统分析、综合分析的研究方法和思维方法,对技术的研制、应用与发展进行估计。该方法是从系统论的观点出发,对企业有关的大量信息进行时间与空间、纵向与横向等方面的综合研究。系统综合法不是简单的企业信息搜集、归纳和整理,而是一个创造性的深入认识研究企业中所存在的问题及面临的挑战与机遇的过程。
  
  3.2 技术经济方案论证法。即技术经济普遍采用的传统方法,主要是通过一套经济效果指标体系,对完成同一目标的不同技术方案的计算、分析、比较;效果分析是通过劳动成果与劳动消耗的对比分析,效益与费用的对比分析等方法,对技术方案的经济效果和社会效果进行评价,评价的原则是效果最大原则。
  
  二、烟气脱硝技术的工艺特点
  
  目前,电厂中采用的烟气脱硝技术主要有三种:选择性触媒还原法(SCR)、选择性非触媒还原法(SNCR)和SNCR/SCR混合法。
  
  1.选择性触媒还原法(SCR)。选择性触媒还原法(SCR)为烟气脱硝技术是发明最早,并成功应用于电站锅炉的烟气脱硝技术。因此SCR工艺在国际上应用最为广泛。
  
  其工艺的主要优点:(1)脱硝效率最高,可达75-90%;(2)可应用于各种氮氧化物(NOx)浓度的烟气处理;(3)化学反应所需要的温度比较低;(4)装置设在烟气尾部,不需要对燃烧器、燃烧室或炉膛作修改;(5)化学反应剂率利用高。
  
  其主要缺点是:(1)显著较高的初期投资和运行成本;(2)工艺占地面积大;(3)工艺的脱硝效率要求高时,还原剂和催化剂用量大,运行成本严重依赖于催化剂的活性,易生问题,成本增高;(4)该工艺较不适用于各种灰份、硫份和金属成份高的固体燃料及调峰锅炉; (5)系统压降大,可能需要对锅炉原有送、引风机进行改造。
  
  2.选择性非触媒还原法(SNCR)。选择性非触媒还原法(SNCR)普遍应用的化学反应剂为尿素,氨使用的比例很少。
  
  其工艺的主要优点:(1)工程造价低,占地面积小,非常适用于老厂改造;(2)该工艺可适用于各种燃料,以及各种型式锅炉;(3)新炉可依锅炉设计加以配合 ,脱硝效率较老锅炉高;(4)自控系统严谨,响应时间迅速。性能较不受负荷上下变化影响;其主要缺点是:(1)处理烟气温度要求较高(850°C~1250°C);(2)实际运行时SNCR的反应窗将随温度场的分布而实施自动追踪调整, 因而技术高科技的要求很高,需对个别锅炉设计评估;(3)燃烧室炉膛需挖注射孔。
  
  3.SNCR/SCR混合法。与传统的SCR工艺相比,SNCR/SCR混合法工艺的主要改进在:(1)可直接利用安全可靠的尿素作为脱硝还原剂;(2)工艺只需要少量的催化剂;(3)小的催化剂用量减小了SCR反应器的体积,降低了投资成本;(4)减少了传统工艺的催化剂用量;(5)逃逸的氨会随烟气流向下游的SCR系统,使尿素利用率反应率更为完全;(6)改进工艺可获得传统工艺同样高的NOx脱除率。效率可达60~90%。(7)投资和运行费用较低。
  
  三、电厂脱硝项目技术经济分析的含义及内容
  
  1.电厂脱硝项目技术经济分析的含义。技术经济分析是技术经济学的命题,属于技术经济学、产业部门经济学的范畴。一般来说,任何一项有意义的实践活动,都需要从各个方面进行分析和论证,选择较为满意的方案。从技术角度进行分析、论证、选择称为技术分析;从经济角度进行分析、论证、选择称为经济分析;从社会角度进行分析、论证、选择称为社会分析。因此结合电厂脱硝项目投资的含义和技术经济分析的含义,电厂脱硝仙姑技术经济分析的含义:是指在一定的社会经济制度下,采用现代的科学方法,运用技术经济的理论,对在一定的社会经济制度下的技术可行性及经济合理性进行分析、论证、对比、选择的过程。
  
  2.电厂脱硝项目技术经济分析的内容。电厂脱硝项目技术经济分析应当包括技术分析和经济分析两部分内容,也就是说既要满足技术上的可行,也要满足经济上的合理。
  
  技术分析一般包括:项目实施的必要性分析、项目实施的具体方案分析等。其中包括:对机组安全稳定运行的影响、技术成熟度、煤种适应性、工艺的复杂程度、氨的逃逸、相关用剂的可获得性、系统升级改造空间等。需要分析论证各项目方案在技术上的可行性。
  
  经济性分析一般包括:投资估算及经济效益分析。其中经济效益分析又包括财务分析和国民经济分析两个部分,财务分析一般包括盈利能力分析、清偿能力分析及外汇平衡能力分析和不确定性分析四部分内容;国民经济分析主要是国民经济盈利能力分析,另外,还应对难以量化的外部效果进行定性分析。
  
  四、结语
  
  电厂脱硝项目的实施,既是一个技术问题,又是一个经济问题。技术经济分析通过技术比较和经济分析寻求技术与经济的最佳结合,确定技术先进、经济合理的最优界限,是技术的应用取得最大的经济效果。对于电厂脱硝项目备选的三种技术方案:选择性触媒还原法(SCR)、选择性非触媒还原法(SNCR)和SNCR/SCR混合法,通过技术经济分析,确定方案的技术可行性和经济合理性,不仅有利于整体上把握项目的可行程度,而且可以进一步验证项目的可行性。并且通过技术经济的对比,选出最优方案。从而,保证决策的科学性,减少盲目性。并且为后续脱硝项目的实施提供决策依据,积累经验。对项目进行技术经济分析,能够更加合理地利用有限的资源,充分发挥资源和资金的重要,提高资源利用率和资金投资效率。
  
  参考文献:
  [1]马红光.技术经济学[M.北京:科学出版社,2007.
  [2]金国文.关于烟气脱硝的SNCR 工艺及其技术经济分析[J].科技论文与案例交流,2013(09).
  [3] 周律.环境工程技术经济和造价管理[M].北京:化学工业出版社.2001.
  [4] 赵华,丁经纬,毛继亮.选择性催化还原法烟气脱氮技术现状[J].中国电力,2001(4).
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