NOx影響因素分析及控制措施

1、|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measureNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司熱電廠2014年年12月月23日日【生產(chǎn)管理室生產(chǎn)管理室 安全環(huán)保室安全環(huán)保室】1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure一、一、NOxNOx生成機(jī)理生成機(jī)理1 1、熱力型、熱力型NOxNOx 熱力型是由空氣中的氮?dú)飧邷匮趸?。的生成與氧原子的存在成正比，反應(yīng)速度隨溫度的升高而加速，當(dāng)煤粉爐中的溫度升至1600時(shí)，熱力型可占到爐內(nèi)總量的25-30，熱力型NOx中絕大部分是NO，在床溫在1350以下時(shí)，幾乎沒有熱力型NOx的生成。2

2、 2、燃料型、燃料型NOxNOx 煤中氮的主要存在形式是碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成氮的環(huán)狀或鏈狀化臺(tái)物（芳香雜環(huán)氮化物、砒啶和砒咯及其衍生物）氧化形成，燃料型NOx是循環(huán)流化床中生成NOx的主要部分，含量常超過95%。3 3、快速型、快速型NOxNOx 當(dāng)碳?xì)浠衔锶剂线^濃燃燒時(shí)，在反應(yīng)區(qū)附近會(huì)快速生成NOx，它是燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的烴(CH)等撞擊空氣中的氮分子生成的CN、HCN等再被氧化而來?？焖傩蚇Ox受溫度影響不大，在流化床鍋爐燃燒條件下，一般不考慮快速型NOx?！綨OxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】煤燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物NOx主要是NO和NO2，此外還有N2O。在生成的氮氧化物中

3、，NO占90%以上，NO2占5%10%，而N2O只占1%左右。|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影響因素分析影響因素分析【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】NOxNOx排放排放濃度濃度超標(biāo)超標(biāo)燃料特性燃料特性燃料的氮含量燃料的氮含量燃料中氮存在形式燃料中氮存在形式燃料揮發(fā)分中各元素燃料揮發(fā)分中各元素以胺形態(tài)存在于煤中的燃料氮在燃燒過程中主要生成以胺形態(tài)存在于煤中的燃料氮在燃燒過程中主要生成NONO以芳香環(huán)形式存在的燃料氮在揮發(fā)分燃燒過程中主要生成以芳香環(huán)形

4、式存在的燃料氮在揮發(fā)分燃燒過程中主要生成N N2 2O OO/NO/N比越大比越大,NOx,NOx排放量越高排放量越高H/CH/C比越高比越高, ,則則NONO越難于被還原越難于被還原, ,故故NOxNOx排放量也越高排放量也越高當(dāng)風(fēng)不分級(jí)時(shí)當(dāng)風(fēng)不分級(jí)時(shí), ,降低過量空氣系數(shù)降低過量空氣系數(shù), ,在一定程度上可限制反應(yīng)區(qū)內(nèi)的氧濃度在一定程度上可限制反應(yīng)區(qū)內(nèi)的氧濃度, ,因而因而, ,對(duì)熱力型對(duì)熱力型NOxNOx和燃料型和燃料型NOxNOx的生成都有一定的控制作用的生成都有一定的控制作用，但是但是COCO濃度會(huì)增加濃度會(huì)增加, ,燃燒效率會(huì)下降燃燒效率會(huì)下降過量空過量空氣系數(shù)氣系數(shù)脫硫劑脫硫劑床

5、溫床溫床壓床壓S/NS/N比會(huì)影響到各自的排放水平比會(huì)影響到各自的排放水平, ,因?yàn)橐驗(yàn)镾 S和和N N氧化時(shí)會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng)氧化時(shí)會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng), ,故故SO2SO2排放量越高排放量越高,NOx,NOx排放量越低排放量越低當(dāng)當(dāng)風(fēng)分級(jí)時(shí)風(fēng)分級(jí)時(shí)，一次風(fēng)量的減少、二次風(fēng)量的增加一次風(fēng)量的減少、二次風(fēng)量的增加,N,N被氧化的速度下降被氧化的速度下降,NOx,NOx排放量也隨之下降排放量也隨之下降富余的富余的CaOCaO作為強(qiáng)催化劑會(huì)強(qiáng)化燃料氮的氧化速度作為強(qiáng)催化劑會(huì)強(qiáng)化燃料氮的氧化速度, ,使使NONO的生成速度增加的生成速度增加（大）（大）富余的富余的CaOCaO和和CaSCaS作為催化劑強(qiáng)化作為催化劑強(qiáng)

6、化COCO還原還原NO NO （?。ㄐ。┨岣叽矞貙?dǎo)致提高床溫將導(dǎo)致NOxNOx排放升高和排放升高和N N2 2O O排放降低排放降低在鍋爐高負(fù)荷和高床料含碳量的情況下在鍋爐高負(fù)荷和高床料含碳量的情況下, , NOxNOx的排放量大為降低的排放量大為降低燃料中氮含量越高，燃料中氮含量越高，NOxNOx生成量越大生成量越大|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影響因素（一）儀表準(zhǔn)確性影響因素（一）儀表準(zhǔn)確性【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】 12月5日，聯(lián)系

7、雪迪龍廠家，對(duì)1#在線監(jiān)測(cè)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)、氣路檢查、排除由于儀表測(cè)量的不準(zhǔn)確造成NOx測(cè)量值偏大。儀表校準(zhǔn)儀表參數(shù)設(shè)定 12月5日，聯(lián)系雪迪龍廠家，對(duì)1#在線監(jiān)測(cè)分析儀出廠參數(shù)進(jìn)行檢查核對(duì)，防止返廠檢修回的分析儀內(nèi)部參數(shù)設(shè)置問題造成NOx測(cè)量值偏大。|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影響因素（二）煤質(zhì)特性影響因素（二）煤質(zhì)特性【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】1#系統(tǒng)改造試驗(yàn)后數(shù)據(jù)1#系統(tǒng)近期運(yùn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)NOx排放濃度為124.63mg/mNOx排放濃度

8、為212.50mg/m 在給料機(jī)平均轉(zhuǎn)速（給料量）基本相同的情況下，在改造后一個(gè)階段內(nèi)燃用煤質(zhì)含硫量為1.853%的煤種時(shí)，NOx排放濃度平均值為124.63mg/m；在現(xiàn)階段燃用煤質(zhì)含硫量為1.85%的煤種時(shí)，NOx排放濃度平均值為212.50 mg/m 。 結(jié)論：煤質(zhì)因素造成NOx排放濃度變化?，F(xiàn)階現(xiàn)階段段30.13試驗(yàn)試驗(yàn)后后28.99+1.14給料給料機(jī)轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速平速平均值均值|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影響因素（二）煤質(zhì)特性影響因素（二）煤質(zhì)特性【NOxNO

9、x影響因素及控制措施影響因素及控制措施】 燃料型NOx是占循環(huán)流化床生成NOx的主要部分，大約占90%左右。而煤質(zhì)特性影響NOx生成量的原因有以下三點(diǎn)：1、燃料中氮的含量；燃料中氮含量越高，NOx生成量越大。2、燃料中氮的存在形式；以胺形態(tài)存在于煤中的燃料氮在燃燒過程中主要生成NO；以芳香環(huán)形式存在的燃料氮在揮發(fā)分燃燒過程中主要生成N2O。3、燃料揮發(fā)分中各元素。O/N比越大,NOx排放量越高；H/C比越高,則NO越難于被還原,故NOx排放量也越高；S/N比會(huì)影響到各自的排放水平,因?yàn)镾和N氧化時(shí)會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng),故SO2排放量越高,NOx排放量越低。煤質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告 要判斷是由于上述那個(gè)因素造成NOx

10、升高，必須進(jìn)行入爐煤元素全分析后。每年內(nèi)蒙古電科院免費(fèi)為我廠入廠煤進(jìn)行一次元素分析，下半年入廠煤還未安排送檢。技術(shù)監(jiān)督服務(wù)協(xié)議|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影響因素（三）系統(tǒng)改造石灰石用量因素影響因素（三）系統(tǒng)改造石灰石用量因素【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】2#系統(tǒng)改造前燃用低硫煤2#系統(tǒng)改造后燃用低硫煤NOxNOx排放排放濃度為濃度為212.50mg/m212.50mg/m 2#爐改造期間（燃用低硫煤期間），維持煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下，在投入改造后系

11、統(tǒng)后，SO2排放濃度減低26.54mg/m， NOx排放濃度升高39.23mg/m。 結(jié)論：石灰石用量造成NOx排放濃度變化。 2#系統(tǒng)改造前后參數(shù)對(duì)比-26.54mg/m39.23mg/m|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施一（調(diào)整一、二次風(fēng)配比）控制措施一（調(diào)整一、二次風(fēng)配比）【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】 熱電廠鍋爐為循環(huán)流化床鍋爐，燃燒方式為分級(jí)燃燒，以二次風(fēng)送入點(diǎn)為界，使上不形成富氧燃燒區(qū)，下部形成富燃料區(qū)，這樣在還原性氣氛中可抑制氮

12、氧化物的生成。過量空氣系數(shù)降低時(shí)，NOx排放將會(huì)下降。當(dāng)過量空氣系數(shù)一定時(shí)，二次風(fēng)率增大，一次風(fēng)率相應(yīng)減少，NOx生成量也隨之下降，并在某一分配下達(dá)到最低點(diǎn)。同時(shí)，實(shí)施了分級(jí)燃燒，SO2和CO排放也會(huì)不同程度的下降。目前配風(fēng)情況計(jì)劃采取的措施重新調(diào)整一、二次風(fēng)配比，適當(dāng)降低一次風(fēng)量，提高二次風(fēng)量。由于為降低稀相區(qū)磨損，曾經(jīng)做過類似的工作，且床壓進(jìn)行了上調(diào)，因此，此項(xiàng)措施存在一定的局限性，調(diào)整空間不大。一、二次風(fēng)配比對(duì)NOx的影響1#爐配比情況2#爐配比情況|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure三

13、、三、NOxNOx控制措施二（調(diào)整床溫）控制措施二（調(diào)整床溫）【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】運(yùn)行床溫降低時(shí)，NOx排放降低，而N2O排放上升，這就意味著通過降低床溫來控制NOx的排放會(huì)導(dǎo)致N2O的升高。有資料表明，在脫硫溫度在850時(shí)，N2O的轉(zhuǎn)化率最高，此時(shí)N2O排放濃度可達(dá)200-250ppm，床溫進(jìn)一步升高， N2O的排放濃度將大大減少。目前床溫情況計(jì)劃采取的措施根據(jù)目前床溫情況，計(jì)劃適當(dāng)降低床溫，觀察NOx的排放濃度，找出控制NOx的最佳點(diǎn)。運(yùn)行床溫控制還受負(fù)荷及燃燒效率的制約。值得注意的是，在最佳脫硫溫度850左右時(shí)，燃料氮向N2O轉(zhuǎn)化率卻最高。床溫對(duì)NOx的影

14、響1#爐床溫情況1#爐床溫情況|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施三（脫硫劑投加量）控制措施三（脫硫劑投加量）【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】為了提高脫硫效率，在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的中需要投入更多的石灰石，以提高鈣硫摩爾比，但研究表明，富余的CaO是燃料氮轉(zhuǎn)化為NO的強(qiáng)催化劑，因此脫硫劑的投入最終將增加NOx的排放。脫硫系統(tǒng)改造前后對(duì)比計(jì)劃采取的措施根據(jù)SO2排放濃度，在確保SO2排放濃度控制在200mg/m前提下，適當(dāng)降低石灰石粉投機(jī)量。計(jì)劃進(jìn)

15、行效果試驗(yàn)。脫硫劑的影響脫硫系統(tǒng)改造前后排放濃度平均值改造后嚴(yán)格執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施四（找出控制臨界點(diǎn)）控制措施四（找出控制臨界點(diǎn)）【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】 入爐煤含硫量與NOx排放濃度線性關(guān)系暫時(shí)還未明確找出，暫時(shí)將2#脫硫系統(tǒng)改造后，根據(jù)燃用煤質(zhì)的不同（低硫煤高硫煤），煤質(zhì)含硫量有0.82變?yōu)?.68%，NOx排放濃度由152.99mg/m升高至216.23mg/m，將上述兩指標(biāo)上下限作為曲線終點(diǎn)得上線性關(guān)系

16、圖。發(fā)現(xiàn)在NOx排放濃度控制在200mg/m，煤質(zhì)含硫量指標(biāo)為1.482%。入爐煤含硫量與NOx排放濃度線性關(guān)系圖NOx=73.535*S%+91.05|1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure1 注注資料來源：資料來源：TitleUnit of measure四、四、NOxNOx控制技術(shù)考察控制技術(shù)考察【NOxNOx影響因素及控制措施影響因素及控制措施】 熱電廠前期對(duì)各種降低NOx排放技術(shù)進(jìn)行資料查找對(duì)比：各種降低NOx排放技術(shù)比較工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)擇性催化還原法(SCR)脫除效率高，被認(rèn)為是最好的固定源脫硝技術(shù)投資和操作費(fèi)用大，還原劑的泄漏也是問題非選擇性催化 還 原 法(SNCR)效率高，操作費(fèi)用低，技術(shù)已工業(yè)化溫度控制較難，氨氣泄漏可能造成二次污染光催化反應(yīng)條件溫和、