燃煤鍋爐煙氣NO減排技術(shù)指南

1、隨著電廠裝機(jī)容量的增加，煤電過鍋爐煙氣中的NOx 的排放量不斷增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境造成壓力越來越大，NOx 是常見的大氣污染物質(zhì)，它能刺激呼吸器官引起急性和慢性中毒，影響NOx (GB l3223-2022)，針對(duì)NOx 3 NOx 最高允許排放濃度限值。目前，世界興旺國家對(duì) NOx 的產(chǎn)生氣理和把握技術(shù)的爭(zhēng)辯已經(jīng)取得相當(dāng)大的成果，并在工程上進(jìn)展了成NOx 減排的爭(zhēng)辯也有了很大的進(jìn)展在不少火力發(fā)電廠NOX排放的實(shí)踐。NOX 產(chǎn)生氣理煤粉燃燒火焰模型見圖 1 揮發(fā)出的 CH4H2C0 次風(fēng)進(jìn)展集中混合燃燒。碳粒子的燃燒是外表或微孔中的碳元素與氧元素的燃燒化學(xué)反響的燃燒慢得多，碳粒子的燃盡時(shí)間約占全部燃燒

2、時(shí)間的80-90%1煤粉燃燒火焰模型NOx中，NO90以上，NO25l03種：(1)熱力型 NOx連鎖反響。其生成機(jī)理可用捷里多維奇(ZELDOVICH)反響式表示，即02N-20+N，O+N2- N0+N，N+02-NO+O在高溫下總生成式為N2+02-2N0，NO+0.502-N02隨著反響溫度T 的上升，其反響速率按指數(shù)規(guī)律增加。當(dāng)T1，500時(shí)”T10067倍。NOxNOx1971FEN-IMORE物燃料燃燒在燃料過濃時(shí)，在反響區(qū)四周會(huì)快速生成NOx，由于燃料揮發(fā)物中碳?xì)浠衔?CH 自由基可以和空氣中氮?dú)夥错懮蒆CN N，再進(jìn)一步與氧氣作用以NOx，其形成時(shí)間只需要60ms，所生成

3、的NOx 05 次方成正比，與溫度的關(guān)系不大。燃料型 NOx生成 NOx600-800時(shí)就會(huì)生成燃料NOxNOx NCN，HCN等中間產(chǎn)物基團(tuán)，然后再氧化成 NOx。由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個(gè)階NOx的形成也由氣相氮的氧化和焦炭中剩余氮的氧化兩局部組成。NOX的減排技術(shù)降低燃燒器以及通過燃燒優(yōu)化調(diào)整，有效把握NOx NOx 生成量。氣分級(jí)技術(shù)NOx 的生成機(jī)理。燃燒區(qū)的氧濃度對(duì)各種類型的NOx 生成都有很大影響。當(dāng)過1 條件下燃燒生成，送人一級(jí)燃燒區(qū)l5201 條件下形成復(fù)原性氣氛，NOx 進(jìn)入該區(qū)將被復(fù)原成N：，二級(jí)燃燒區(qū)又稱再燃區(qū)。燃料分級(jí)技術(shù)證明轉(zhuǎn)變?cè)偃紖^(qū)的燃料與空氣之比

4、是把握NOx排放量的關(guān)鍵因素。煙氣再循環(huán)技術(shù)該技術(shù)通常的做法是從省煤器出口抽出煙氣，參加二次風(fēng)或一次風(fēng)中。參加二次風(fēng)時(shí)， 火焰中心不受影響唯一作用是降低火焰溫度和助燃空氣的氧濃度。此方法對(duì)熱力型NOx 所占份額較大的液態(tài)排渣爐、燃油和燃?xì)忮仩t有效對(duì)于熱力型NOx 所占份額不大的干態(tài)排NOx 50NOx 削減量可達(dá) 20NOx 效果不僅與燃料種類有關(guān)，而且與再循環(huán)煙氣量有關(guān)，當(dāng)煙氣再循環(huán)倍率增加時(shí)，NOx NOx 的排放將趨于一個(gè)增加。因此，煙氣再循環(huán)率一般不超過30。大型鍋爐把握在 10,-20。當(dāng)燃用難著火煤種時(shí)。由于受爐溫存燃燒穩(wěn)定性降低的限制，煙氣再循環(huán)法不適用陰。NOx燃燒器技術(shù)NOx

5、 NOx NOx (LNB)區(qū)空氣分級(jí)、燃燒分級(jí)或煙氣再循環(huán)法的效果。在保證煤粉著火燃燒的同時(shí)，有效地抑制NOx 的生成。如三菱重工研制開發(fā)的PM 型濃淡燃燒器它是利用含粉氣流在彎曲管道內(nèi)和穩(wěn)燃由淡相補(bǔ)充后期所需的空氣，利于煤粉的燃盡，同時(shí)濃淡燃燒均偏離了NOx 生成NOx NOx 生成量可顯著降低。NOX減排技術(shù)NOXNOXNOX的減低率對(duì)燃煤鍋爐 7550，相當(dāng)多鍋爐仍需承受爐外 NOX 減排技術(shù)。濕法煙氣脫硝凈化技術(shù)。N0N0N02NO通過氧化劑(03、CIO2、KMn04)NO2，然后用水、堿溶液吸取。臭氧氧化吸取法煙氣經(jīng)三級(jí)文丘里除塵器)與臭氧混合，使N0 氧化，然后用水溶液吸取，其

6、化學(xué)反響為N04+03 一 N02+02 2NO+03-N205 N205+H202HN03經(jīng)濃縮后可得到 HN03，濃度可達(dá) 60，可直接回收或?qū)⑺嵋杭影敝泻停迫》柿?。工藝流程如圖。2 所示。用高電壓制取臭氧，耗電量大，費(fèi)用較高。3l2 Cl02氣相氧化吸取復(fù)原法Cl02N0N0Na2S03N0復(fù)原為N02，其反響為2NO+Cl02+H20-N02+HN0。+HCl N02+2Na2 S03-12N2+2Na2 S04NaOH，就可以到達(dá)同時(shí)脫硫脫硝的目的。由于NaOH 和 s02化合生成Nas03Cl02可以用洗凈液中殘留的Na2S03和NaClOj 加 N2S04而獲得再生，重復(fù)使用。

7、本工藝脫硝率可達(dá)85。此工藝除承受 Cl0。外，還可以用氯酸氧化工藝來脫硫脫硝，氯酸來源于氯酸鈉電解工藝，承受兩段脫除工藝。氯酸脫硫原理： 3S02+HCl03+3H203H2S04+HCl氯酸脫硝原理：13NO+6HCl03+5H206HCl+3N02+10HN03。NaClo2NaOH S02、NQx 得到很好的結(jié)果。NQx N0 x 50%90203050左右。干法煙氣脫硝凈化技術(shù)干法脫硝技術(shù)反響溫度高(與濕法脫硝相比)干法脫硝根本原理干法脫硝目前主要包括催化復(fù)原法和無催化復(fù)原法兩種復(fù)原劑，在肯定溫度和催化劑作用下，NQx N2 和水。催化復(fù)原法的效果如何，關(guān)鍵是選用有效的復(fù)原劑，一般多

8、承受甲烷、氨等作復(fù)原劑。它們與N0分別反響如下：CH4+4N02N2+C022H204NH3+6N0-+5N2+6H20無催化復(fù)原法不用催化劑，但需在高溫區(qū)進(jìn)展。選擇性催化復(fù)原法(SCR)選擇性催化復(fù)原法(selective catalytic reduction)SCR法。所謂選擇性是指在催化劑存在條件下，NH3 N0 發(fā)生復(fù)原脫除作用，而不與煙氣中的氧進(jìn)展氧化作用，其目的為了降低氨的消耗量。其反響式為4NH3+4NO+302-4N2+6H204NH3+2N02+02-，3N26H20同時(shí)還發(fā)生一些副反響，其反響式如下： NH3 4NH3+502-4NO+6H20NH3 4NH3+302-2

9、N2+6H20在沒有催化劑條件下，上述反響只能在980左右進(jìn)展。而承受催化劑時(shí)，其反響溫 度可把握在 300-400之間。這一溫度范圍相當(dāng)于將氨噴入省煤器區(qū)域和空氣預(yù)熱器區(qū)域的煙道中煙氣溫度的范圍。此法脫硝率可達(dá)80-90。圖 3 (類似于平板和管狀反響器)，以防止磨損和堵塞。在反響器中，空間速度SV(space velocicy)是關(guān)鍵參數(shù)。在燃煤電廠中，空間速度一般取l 0003 000mh。NH3 的輸入量應(yīng)適當(dāng)，如輸入量太少，難以滿足脫硝反響需求;NH3 輸人量過大，造NH3 損失，易產(chǎn)生氨泄漏(帶出)NH3N0，摩爾比衡量，一般把握1415 為宜。氨的泄漏量(帶出)NH3 的濃度來把

10、握，一般把握在5mgm?以下。 二氧化硫、塵粒和水霧，對(duì)催化劑不利，故要求在脫硝之前對(duì)煙氣進(jìn)展除塵和脫硫。中選用二氧化鈦為基體的堿性金屬作催化劑時(shí)，其最正確把握溫度為300400，但不能低于300300時(shí)，NH303反響生成硫酸氫銨。硫酸氫銨(NH4HSO4)是一種具有黏性的液體，會(huì)沉積催化劑上，從而降低其活性。對(duì)于燃油、燃?xì)忮仩t，由于其粉塵濃度低，可以承受軟質(zhì)多孔的催化劑，其活性好，且可實(shí)行更高的空問速度。目前，此法是最有商業(yè)價(jià)值、應(yīng)用最多的NQx 把握技術(shù)。選擇性無催化復(fù)原法 (RNCR)選擇性無催化復(fù)原法(selretive non-catalytie reauction)SNCRNH3

11、、尿素CO(NH2)2 NQx 進(jìn)展選擇反響，而 不用催化劑的一種工藝。這種工藝必 NH3反響溫度 為 9001 100。圖4SNCR裝置工藝流程。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是不用催化劑，設(shè)備4060NQx 燃燒技術(shù)的補(bǔ)充手段。目前使用該工藝存在以下問題：由于溫度隨鍋爐負(fù)荷和運(yùn)行周期在變化，以及鍋爐中NOx 濃度的不規(guī)律性，使該每段高度再分成幾小段，每小段分別裝有入氣1：3 NH。測(cè)量?jī)x。這增加了測(cè)量和把握NH，的難度。因此，該工藝的脫氮效率不高。在吹入氨氣量較多、溫度降至最正確值以下吹氣均勻度較低、吹氣量較少導(dǎo)致溫度和NOX含量不對(duì)稱時(shí)，未反響的氨氣比例將增加會(huì)產(chǎn)生氨氣的逸出。當(dāng)氨氣逸出時(shí)，它與煙道內(nèi)的氮

12、氧化物反響產(chǎn)生堵塞，如堵塞空氣預(yù)熱器。由于NH3 與 S03 和煙氣中的水分析出NH3 向飛灰逸出的增加也會(huì)降低飛灰的可綜合利用性NH3 逸出還可導(dǎo)致脫硫裝置后面的沖洗水中氨含量高。目前，SNCR NH3，消耗也NH3SCR工藝。目前，正在改進(jìn) SNCR 工藝。如試驗(yàn)將燃用過的空氣送人降解介質(zhì)中，進(jìn)入鍋爐；還有使用尿素溶液作為降解介質(zhì)來替代NH，；有時(shí)用額外的添加劑來增加降解溫度等。NOx減排技術(shù)指南可用防治技術(shù)路線的綜合防治措施，以削減燃煤電廠氮氧化物的排放。燃煤電廠氮氧化物把握技術(shù)的選擇應(yīng)因地制宜、因煤制宜、因爐制宜上成熟、經(jīng)濟(jì)上合理及便于操作來確定。低氮燃燒技術(shù)應(yīng)作為燃煤電廠氮氧化物把握的首選技術(shù)。當(dāng)承受低氮燃燒技術(shù)后氮氧化物排放濃度不達(dá)標(biāo)或不滿足總量把握要求時(shí)，應(yīng)建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施。低氮燃燒技術(shù)術(shù)和裝置以削減氮氧化物的產(chǎn)生和排放。爐。氮燃燒技術(shù)改造。煙氣脫硝技術(shù) 擴(kuò)建的燃煤發(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組應(yīng)依據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)批復(fù)要求建設(shè)煙氣脫硝裝置?？偭堪盐找髸r(shí)。應(yīng)配置煙氣脫硝設(shè)施。煙氣脫硝技術(shù)主要有：選擇性催化復(fù)原技術(shù)(SCR)、選擇性非催化復(fù)原技術(shù)(SNCR)(SNCR-SCR)及其他煙氣脫硝技術(shù)。1建、改建、擴(kuò)建的燃煤機(jī)組，宜選用SCR600MW時(shí)也可選用SN