火電廠脫硝還原劑選擇是整個脫硝系統(tǒng)中很重要的一個環(huán)節(jié)。在脫硝系統(tǒng)中，還原劑是最大的消耗品(對于SNCR來說，對于SCR來說催化劑的消耗費(fèi)用更多)。其消耗成本直接影響到脫硝系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)評估。目前，世界上脫硝系統(tǒng)最常用的還原劑有三種：液氨、氨水和尿素。

尿素和氨都可用作SCR 和SNCR的還原劑，然而，尿素在性能和安全操作方面更具有明顯優(yōu)點?；痣姀S脫硝還原劑選擇影響因素主要有：

1) 運(yùn)輸和儲存安全，包括預(yù)防恐怖襲擊和泄漏;

2) 一旦發(fā)生事故可能造成的影響(包括經(jīng)濟(jì)影響和其它影響);

3) 操作許可的批復(fù);

4) 占地;

5) 投資和運(yùn)行費(fèi)用。

一、 無水氨(液氨)、氨水和尿素的特性

無水氨的特性：亦名液氨，為GB12268-90規(guī)定之危險品，危險物編號23003。無色氣體,有刺激性惡臭味。液態(tài)氨變氣態(tài)氨時會膨脹850倍，并形成氨云。氨蒸氣與空氣混合物爆炸極限16～25%(最易引燃濃度17%)和遇高溫(93°C以上)時有爆炸的危險，氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險性更高。

氨是有毒物質(zhì)，會導(dǎo)致人急、慢性中毒，嚴(yán)重時可致人死亡:

(1) 氨氣是具有腐蝕性,無色，具有強(qiáng)烈氣味的氣體;

(2) 雖然絕大部分的時間都在安全使用,但一旦發(fā)生事故,它會形成一個致命的毒云對現(xiàn)場工作的工人及附近社區(qū)居住的人造成危害;

(3) 若與氨直接接觸,會刺激皮膚,灼傷眼睛,使眼睛暫時或永久失明,並導(dǎo)致頭痛,惡心,嘔吐等;

(4) 嚴(yán)重時,會導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)積水(肺或喉部水腫),可能導(dǎo)致死亡;

(5) 長期暴露在氨氣中，會傷肺,導(dǎo)致產(chǎn)生咳嗽或呼吸急促的支氣管炎。

氨水的特性：氨水與無水氨都屬于危險化學(xué)品。氨溶液：含氨>50%的氨溶液，危險貨物編號為23003 。35%<含氨<50%、 為《危險貨物品名表》《危險化學(xué)品名錄(2002版)》GB12268-90規(guī)定之危險品，危險物編號為22025。10%<含氨≤35%的氨溶液，危險貨物編號為82503;用于脫硝的還原劑通常采用20% ～25%濃度的氨水。無色透明液體，易分解放出氨氣，溫度越高，分解速度越快，可形成爆炸性氣氛。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。與強(qiáng)氧化劑和酸劇烈反應(yīng)。與鹵素、氧化汞、氧化銀接觸會形成對震動敏感的化合物。接觸下列物質(zhì)能引發(fā)燃燒和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1-氯-2，4-二硝基苯、鄰—氯代硝基苯、鉑、二氟化三氧、二氧二氟化銫、鹵代硼、汞、碘、溴、次氯酸鹽、氯漂、氨基化合物、塑料和橡膠。腐蝕銅、黃銅、青銅、鋁、鋼、錫、鋅及其合金等等。

如果溢出，氨水液體擴(kuò)散范圍較無水氨小，濃度范圍較易控制。但有強(qiáng)烈的刺激性氣味，因是液體不需壓力容器儲存，較無水氨相對安全。但是接觸限值(溢出的氨濃度，如下所述)，不管來自無水氨或氨水，對人體影響一樣：

從運(yùn)輸角度來看，氨水因為濃度僅在19%-29%，與人接觸的頻率較無水氨(99+%)多4倍，所以氨水比無水氨在此與人接觸頻率的危險觀點上，更勝于無水氨。必須謹(jǐn)慎考慮。

尿素的特性：尿素是白色或淺黃色的結(jié)晶體，易溶于水，水溶液呈中性反應(yīng)。不同尿素濃度的水溶液有不同結(jié)晶溫度，40%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約2 °C、 50%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約18 °C。固體的尿素，吸濕性較強(qiáng)，因在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)、或用防濕薄膜形成Methylene Diurea (MDU)，其吸濕性大大下降。與無水氨及有水氨相比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，是農(nóng)業(yè)常用的肥料，無爆炸可能性，完全沒有危險性。尿素在運(yùn)輸、儲存中無需安全及危險性的考量，更不須任何的緊急程序來確保安全。

二、 不同還原劑的安全管理標(biāo)準(zhǔn)

因液氨、氨水在運(yùn)輸使用過程中措施不當(dāng)或者設(shè)備損壞等意外因素，引發(fā)過不少安全事故，造成一定的損失和不利影響。即使在技術(shù)、管理都很先進(jìn)的美國，因液氨、氨水引發(fā)的安全事故也無法完全避免。我國由于技術(shù)管理水平相對落后，加之安全生產(chǎn)意識不強(qiáng)，近年來液氨事故頻發(fā)。我國近年來安全事故頻仍，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段看，已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)安全事故高發(fā)期，國家對安全的要求和危險源的控制越來越嚴(yán)格。我國國家領(lǐng)導(dǎo)人和主管安全的官員也一再強(qiáng)調(diào)，要充分提高對安全生產(chǎn)重要性的認(rèn)識，貫徹國家有關(guān)《安全生產(chǎn)法》等法規(guī)，以人為本，充分認(rèn)識沒有安全就沒有效益的道理;要強(qiáng)化對重大危險源的控制和對重大事故隱患的管理，加強(qiáng)重點監(jiān)督和過程跟蹤控制，確保不發(fā)生群傷群亡事故和對社會有重大影響的事故。

根據(jù)我國《危險化學(xué)物品名表》(GB12268-90)和《重大危險源辨識》(GB18218-2000)的有關(guān)規(guī)定，液氨、氨水構(gòu)成危險貨物，液氨在生產(chǎn)場所超過40噸、儲存場所超過100噸時構(gòu)成重大危險源。液氨儲存和制備系統(tǒng)應(yīng)遵循的以下安全規(guī)范：

液氨項目的建設(shè)實施應(yīng)遵循國家安監(jiān)局2006年頒布實施的《危險化學(xué)頻建設(shè)項目安全許可實施辦法》;

液氨是強(qiáng)腐蝕性有毒持。在運(yùn)輸、使用、試驗過程中的有關(guān)人中，必須嚴(yán)格按GB536-88標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

灌裝液氨用的鋼瓶或槽車應(yīng)符合原國家勞動總局頒發(fā)的“氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程”，“壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程”等有關(guān)規(guī)定。

裝運(yùn)液氨的鋼瓶和槽車，必須符合中華人民共和國交通部制訂的《危險貨物運(yùn)輸規(guī)則》。

液氨毒性危害和爆炸危險程度按照《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類》(HG20660-2000)進(jìn)行分類。

液氨儲存和制備系統(tǒng)車間特征分級應(yīng)當(dāng)滿足 GBZ1-2002 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

液氨儲存和制備系統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足GBJ 16-1987 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2001年版)的要求。

液氨儲存和制備系統(tǒng)車間消防設(shè)計規(guī)定應(yīng)當(dāng)滿足GB 1968-1985，GB J140-1990，GB 50116-1998等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)定。

液氨儲存和制備系統(tǒng)的電力設(shè)計規(guī)程應(yīng)當(dāng)滿足GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。

液氨儲存和制備系統(tǒng)的工業(yè)衛(wèi)生規(guī)定應(yīng)當(dāng)滿足GB Z2-2002《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》的規(guī)定。

液氨儲存和制備系統(tǒng)布置應(yīng)滿足GB50160--1992《石油化工企業(yè)防火規(guī)范》的規(guī)定。

根據(jù)美國的有關(guān)聯(lián)邦法規(guī)規(guī)定，液氨、氨水構(gòu)成危險貨物，有很多規(guī)定：

尿素屬于農(nóng)業(yè)用化肥，無運(yùn)輸、儲存中的安全等考慮。并且中國是全球最大的尿素生產(chǎn)國，可以方便的就近采購。

三、 不同還原劑的審批手續(xù)

由于液氨屬于危險化學(xué)品，在建設(shè)項目安全許可工作的各個審查階段，要分別通過十?dāng)?shù)個審查報告，這些報告包括建設(shè)項目安全條件論證報告、建設(shè)項目設(shè)立安全評價報告、建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計專篇和建設(shè)項目竣工驗收安全評價報告以及建設(shè)項目現(xiàn)場核查，對建設(shè)項目擬采取的安全對策及建議、安全設(shè)施設(shè)計、安全設(shè)施配備與運(yùn)行、風(fēng)險預(yù)測與對策、事故應(yīng)急救援預(yù)案編制與演練等。這些階段耗時費(fèi)力，將對工期造成重大影響。

同時，由于本企業(yè)屬于中央企業(yè)投資，因此如果選用液氨脫硝必須報請國家安監(jiān)總局獲取安全許可，這將進(jìn)一步增加獲取許可的難度，在延長審批過程的同時使得項目獲批的可能性大大降低。

即使最終獲得項目許可，液氨的運(yùn)輸也是一個問題：危化品的運(yùn)輸須在獲取《危化品準(zhǔn)運(yùn)證》后在規(guī)定的時間、規(guī)定的路線上使用規(guī)定的車輛和經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員才能運(yùn)輸，這大大增加了危化品的運(yùn)輸難度和費(fèi)用。

四、 不同還原劑的占地情況

由于液氨屬于危化品，液氨儲罐需要額外的占地：

1) 根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，液氨儲罐與周圍建筑物的防火間距不小于15m，即使按最緊湊的方式布置，液氨儲罐區(qū)也要超過2000m2的布置場地;

2) 由于液氨儲存量超過50噸即構(gòu)成重大危險源(2臺30萬機(jī)組按80%的脫硝效率7天儲量超過50噸)，其最小衛(wèi)生防護(hù)距離為500m，否則必須拆遷(山西省因此有15家已取得安全生產(chǎn)許可證的企業(yè)被要求拆遷);

3) 正準(zhǔn)備出臺的“重大危險源與周邊設(shè)施、場所的安全防護(hù)間距”將大大增加液氨儲罐的占地面積(估計2臺30萬機(jī)組的液氨儲罐占地面積至少需增加到5000 m2)。

而對于尿素還原劑來說，由于是安全可靠的還原劑，不存在以上的限制。其占地僅為300m2左右。