氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)2020

氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)20201概述氮氧化物NOX是燃煤電廠煙氣排放三大有害物（zhiS02,NOX及總懸浮顆粒物TSP）之一。從污染角度考慮的氮氧化物主要是NO和N02，統(tǒng)稱為NOX。在絕大多數(shù)燃燒方式下，主要成分是NO，約占NOX的90%多。NO是無色、無刺激氣味的不活潑氣體，在大氣中的NO會迅速被氧化成NO2。NO2是棕紅色有刺激性臭味的氣體。NOX可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病，呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者，較易受二氧化氮影響。NOX的生成主要由熱力NOX和燃料NOX兩部分組成，前者由參與燃燒的空氣中所含的N2生成，后者由燃料本身的氮元素生成。在燃燒過程中降低NOX的生成的主要手段是采用分級燃燒,降低燃燒區(qū)域的氧濃度和降低火焰溫度。此外還可以采用煙氣處理技術(shù)在燃燒后降低煙氣中NOX含量。2國內(nèi)外排放標(biāo)準(zhǔn)的比較目前NOX的允許排放量標(biāo)準(zhǔn)在全世界傾向于更嚴(yán)格。各國對NOX的排放限制各不相同，限制非常嚴(yán)格的如德國，對300MW以上的機(jī)組，規(guī)定了200mg/m3的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)（本文所指NOX的數(shù)值如無特別說明，為標(biāo)準(zhǔn)狀況下，02=6%,N0X為按N02計算的干煙氣中N0X含量)，按這一標(biāo)準(zhǔn)，僅采用燃燒技術(shù)的改進(jìn)目前是無法實現(xiàn)的，必須安裝煙氣凈化處理的特殊裝置。又如排放限額處于中等水平的前蘇聯(lián)，其1993年起執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)如表1。中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—1996),根據(jù)近幾年我國已開始引進(jìn)鍋爐低氮燃燒技術(shù)，為促進(jìn)該技術(shù)推廣發(fā)展，及早控制火電行業(yè)氮氧化物的排放，首次規(guī)定了排放氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)限值；氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)適用III時段一1997年1月1日起環(huán)境影響報告書待審查批準(zhǔn)的新、擴(kuò)、改建火電廠。北京1999—05—01開始實施的北京市地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《燃燒鍋爐氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)》相對國家標(biāo)準(zhǔn)則更為嚴(yán)格。3國外降低N0X排放的研究采用LNB(低N0X燃燒器)可降低N0X排放40%?65%。采用LNB時一般與燃盡風(fēng)(0FA)燃燒配合實施。3.1低N0X燃燒器(1)直流濃淡燃燒器最為典型的是日本三菱的PM型(PollutionMinimum)燃燒器。其特點使用最簡單的慣性煤粉濃縮器將一次風(fēng)煤粉流分為兩股，一股為富燃料風(fēng)粉流，另一股為貧燃料風(fēng)粉流。（2）旋流濃淡燃燒器通過改進(jìn)燃燒器出口結(jié)構(gòu)，形成分級燃燒，降低NOX排放。國外B&W公司，MitsuiBabcock公司等不斷有新的業(yè)績。3.2燃盡風(fēng)（0FA）燃燒大約占10%?25%的二次風(fēng)從燃燒器上方設(shè)置的燃盡風(fēng)噴口送入爐膛。其目的使燃燒器的爐內(nèi)燃燒分2個階段：主燃燒區(qū)火焰溫度降低，熱力型和燃料型N0X生成均減少，當(dāng)煙氣上升至0FA噴口時，未完全燃燒的燃料可燃物和部分還原性氣體重新燃燒，此處燃燒溫度低于主燃燒區(qū)，保證降低N0X和完全燃燒。3.3磨煤機(jī)煤粉分離器的研究美國巴威公司有旋轉(zhuǎn)型的煤粉分離器。德國在一些機(jī)組改造時也改用旋轉(zhuǎn)分離器。在三菱低NOX燃燒系統(tǒng)中的中速磨煤機(jī)或鋼球磨煤機(jī)上部裝有三菱旋轉(zhuǎn)式分離器（MRS）。如同常規(guī)分離器一樣，從MRS出來的粗粉再次磨成細(xì)粉進(jìn)入燃燒器。在MRS的旋流葉的作用下可提供更合適的煤粉級配，同樣篩孔下的煤粉細(xì)度，例如篩孔尺寸為74um，新型分離器給出的粗粒的煤粉（R149）要比常規(guī)分離器的少得多。這對燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性具有很大意義，因為在應(yīng)用各種降低NOX技術(shù)方法時，正是未燃盡的粗煤粒增大了排放物和飛灰含碳量。3．4三級燃燒技術(shù)在上部燃燒器上方的燃燒室加入少量燃料，并且通常不需加風(fēng)，而是加入再循環(huán)煙氣，由此使燃燒室中生成還原區(qū)。向上述燃燒室加入少量燃料，能使未完全燃盡的燃燒產(chǎn)物再燃，直到煙氣離開燃燒室為止，這樣可降低N0X排放。3．5煙氣處理技術(shù)煙氣處理技術(shù)，如SCR（選擇催化還原法）和SNCR（選擇非催化還原法），AC（活性碳法）和DESONOX/SNOX（催化劑聯(lián)合脫硝脫硫）等。目前大部分鍋爐不采用SNCR方法。目前世界上適用于SCR技術(shù)的設(shè)備還處于供不應(yīng)求的狀況。4我省NOX的排放情況我國燃煤電站鍋爐固態(tài)除渣爐NOX的排放范圍為600?1200mg/m3，其中直流燃燒器600?1000mg/m3，旋流燃燒器為1000?1200mg/m3。浙江省內(nèi)電站燃煤鍋爐均為固態(tài)除渣，主要是直流燃燒器，采用旋流燃燒器的鍋爐數(shù)量近年來有所增加。省內(nèi)NOX的排放數(shù)據(jù)較國內(nèi)平均狀況要好，根據(jù)已有的測量數(shù)據(jù)，其大致范圍是直流燃燒500?820mg/m3，旋流燃燒為600?850mg/m3。影響鍋爐NOX排放的因素主要有燃料種類，爐膛容積熱負(fù)荷，燃燒器結(jié)構(gòu)，運行方式等有關(guān)。分析我省電站鍋爐的NOX的測量數(shù)據(jù)較國內(nèi)普遍情況要好,其原因是燃料中氮含量較低（Nar=0.6%?0.7%）,而外省的一些技術(shù)文獻(xiàn)中指出當(dāng)?shù)氐娜剂系腘ar可高達(dá)1.1%。有文獻(xiàn)指出：對固態(tài)排渣爐而言，有80%的NOX是由燃料中的氮生成的。5省內(nèi)降低氮氧化物排放措施根據(jù)我國和我省的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有機(jī)組適宜采用而且切實可行的降低NOX的方法是：改進(jìn)鍋爐運行方式和提高控制燃燒技術(shù)。一般認(rèn)為，通過燃燒調(diào)整，可使NOX的排放降低15%?25%以上。同時更為重要的要有具體的落實措施：如實現(xiàn)送風(fēng)和送粉均勻的監(jiān)控裝置近期實際可行的降低NOX的方法是（按重要性排列）：粉管道間的燃料平衡（目標(biāo)是土5%）；燃燒器間的送風(fēng)平衡（COV70mg/L,在低氧的條件下）；一次風(fēng)煤比（根據(jù)磨煤機(jī)的設(shè)計和煤種，盡可能采用低值）；調(diào)整煤粉細(xì)度（根據(jù)煤的品質(zhì)）盡可能提高0FA的風(fēng)箱壓力；減少過剩空氣；爐膛吹灰的控制。如對沖燃燒方式鍋爐的每個燃燒器的送風(fēng)平衡的實現(xiàn)，較為可行的辦法是在實現(xiàn)燃料平衡后，利用停爐期間安裝的省煤器出口永久性煙氣多點網(wǎng)格取樣測點，由測試工程師循環(huán)測試多點（通?？啥嘀?4點）的CO、02和NOX,在每點的C0含量應(yīng)較低，理想的值是小于40mg/L，如果存在較高的C0，將調(diào)整相應(yīng)的單個和相關(guān)組的燃燒器的風(fēng)環(huán)，以消除高CO,—旦此目標(biāo)實現(xiàn)，再降低