火力发电厂是一种利用燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气等）或生物质燃料来产生电能的电力生产设施，通过燃料的燃烧产生热能，利用热能将水加热成高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，带动发电机发电。烟气脱硝工程施工技术是指通过一系列工程技术手段，从工业烟气中去除氮氧化物（NOx）的一项关键环保技术。本研究通过探讨火力发电厂常用的几种烟气脱硝技术，包括尿素水解技术、尿素热解技术和选择性非催化还原（SNCR）技术，旨在为火电厂在选择和实施脱硝技术时提供参考和指导。通过系统分析每种技术的适用条件，帮助相关企业优化脱硝系统设计，提高脱硝效率，降低运行成本，最终实现经济效益和环保效益的双赢。
一、尿素水解脱硝技术
（一）尿素水解系统的设计与优化
系统的核心设备包括尿素溶解罐、水解反应器、缓冲罐及相关的输送管道，在实际应用中，需要将固态尿素溶解形成尿素溶液。一般情况下，尿素溶解罐通过搅拌器将尿素和水混合形成60%的尿素溶液，确保溶液的均匀性和稳定性。尿素溶液通过混合泵输送到尿素溶液储罐，最后进入水解反应器[1]。在水解反应器内，通过饱和蒸汽的加热，尿素溶液在150～250℃、1.5～3.0MPa的条件下发生水解反应，生成氨气和二氧化碳（CO2）[2]。整个过程中，需要精确控制反应器的温度和压力，以确保尿素的完全水解，提高氨气的生成效率。
（二）水解反应的热损失和残留物处理
由于水解过程中会产生一定的液体残留，这些残留物中含有氨基甲酸铵等酸性物质，具有较强的腐蚀性，因此，反应器和输送管道的材质选择尤为重要，应采用耐腐蚀性强的材料，如不锈钢或合金钢，以延长设备的使用寿命。通过在系统内设置冷凝器，可以回收并利用反应过程中产生的热量，进一步减少热损失，提高系统的经济性。水解系统的优化还包括控制尿素溶液的流速和反应时间，通过合理配置反应器的尺寸和结构，确保尿素溶液在反应器内的充分反应，最大限度提高氨气的生成效率。
二、尿素热解脱硝工艺
（一）尿素热解系统的设计与优化
在实际应用中，需要将固态尿素储存在尿素储存罐中，尿素储存罐需要具备良好的密封性和防潮性能，防止尿素受潮结块，影响后续的分解过程。固态尿素通过螺旋输送机或气力输送系统，均匀地送入热解反应器。在热解反应器内，尿素在高温条件下分解生成氨气和二氧化碳（CO2）。通常情况下，热解反应器的温度需控制在300～400℃之间，确保尿素的完全分解，提高氨气的生成效率[3]。尿素热解反应的主要化学方程式为：CO(NH2)2→NH3+HNCO（异氰酸），HNCO+H2O→NH3+CO2。由于热解过程需要在高温条件下进行，反应器需具备良好的耐高温性能，建议选用耐高温材料如陶瓷或高温合金钢制成。为了提高热解效率，可以在反应器内设置温度传感器和加热装置，通过实时监测和调节反应器内的温度，确保尿素的完全分解。
（二）氨气喷射与烟气混合系统
生成的氨气需要通过喷氨系统均匀地喷射到烟道内，与烟气充分混合，进入SCR（选择性催化还原）反应器进行脱硝反应。为了实现氨气与烟气的最佳混合，需要设计合理的喷氨格栅，通常安装在省煤器与空预器之间的烟道中，这个位置的烟气温度在300～400℃之间，适宜氨气与NOx的反应。喷氨格栅的设计需考虑烟气流速和烟道截面，通过多层喷嘴的布置，使氨气能够均匀分布在整个烟道截面上，确保与烟气的充分接触[4]。为了实现氨气与烟气的最佳混合比例，通常通过在线监测烟气中NOx的浓度，实时调整氨气的喷射量，氨气与NOx的摩尔比需保持在1.0～1.2之间，确保反应的完全性，避免氨气的过量或不足。为了提高喷射系统的可靠性，可以采用自动化控制系统，结合数据采集和处理技术，实现氨气喷射的智能化管理。
三、选择性非催化还原（SNCR）技术
（一）还原剂喷射系统的设计与优化
选择合适的还原剂是至关重要的。目前，常用的还原剂包括氨水（NH3·H2O）和尿素（CO(NH2)2），这两种还原剂在高温条件下均能有效还原NOx。喷射位置通常选择在锅炉炉膛内温度为850℃至1100℃的高温区，因为在这个温度范围内，还原反应的效率最高。喷嘴的布置应确保还原剂能够均匀分布在烟气中，实现最佳的混合效果和反应效率[5]。可以采用多层、多点喷射的方式，通过在炉膛内不同高度布置多个喷嘴，使还原剂在不同温度区域内均匀分布，充分利用锅炉内的温度梯度。
（二）还原剂用量与反应效率的控制
在锅炉负荷变化较大的情况下，烟气流量和NOx浓度也会随之波动，还原剂的喷射量需进行动态调整，可以在锅炉控制系统中引入预测控制算法，结合历史数据和实时监测数据，对锅炉负荷和烟气成分进行预测，提前调整还原剂的喷射量，确保脱硝系统的稳定运行。为了提高反应效率，还可以在锅炉内设置烟气再循环系统，通过部分回流烟气的方式，提高炉膛内的温度和NOx的反应机会，提高还原反应的效率[6]。还可以结合添加剂技术，在还原剂中加入适量的促进剂，如钒酸铵（NH4VO3）或钛酸铵（NH4TiO3），提高还原反应的速率和效率，降低还原剂的用量，减少运行成本。
结束语：
通过上述分析可知，尿素水解技术通过尿素在水解反应器内的分解，生成氨气（NH3）和二氧化碳（CO2），用于烟气脱硝。该技术成本较低，操作简单，但水解过程中产生的氨基甲酸铵等酸性物质会对设备产生腐蚀，需采取防腐措施；尿素热解技术在600℃、0.1MPa的条件下将尿素分解为NH3、H2O和CO2，通过喷氨系统进入脱硝烟道。该技术需严格控制温度和压力，特别是在寒冷地区，需做好设备和管道的保温工作，防止尿素结晶；SNCR技术在760～1090℃的温度区间内，将氨或尿素注入锅炉燃烧室，与NOx反应生成N2和H2O。该技术成本较低，操作简单，但脱硝效率相对较低，对温度要求较高。
参考文献：
[1]龚仕福.论火力发电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].工程技术研究,2023,5(10):28-30.
[2]朱青,朱易萌,李亚涛.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保措施[J].工程技术研究,2023,5(18):137-139.
[3]杨丽.基于火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保研究[J].工程技术研究,2023,5(9):62-64.
[4]杨凯,孙伟晋,杨志强,等.宽负荷脱硝烟气旁路的选择与实践运用[J].大众科学,2024,45(5):58-60.
[5]余小龙,张华玮,许苏.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保分析[J].电力设备管理,2022(10):203-205,222.
[6]刘军，汪瑞平，宫恩蒙.基于烟气再循环的循环流化床锅炉SNCR--SCR联合脱硝系统设计[J]-电力学报，2022,37(04):318-323.
