中國火電廠煙氣脫硝技術(shù)戰(zhàn)略

第一章概述燃燒礦物燃料是人類利用能源的主要途徑。在燃料燃燒產(chǎn)生能量給人類社會進步提供巨大推動力的同時，又伴隨著大量污染物的排放，向大氣排放的氮氧化物(NOx)就是其中之一。1.1我國的能源狀況和大氣污染的特點在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占主要地位，我國的煤炭蘊藏量大，產(chǎn)量高——儲量居世界第三位，產(chǎn)量居世界第一位。在煤炭、石油、水力、核能、風(fēng)能等能源品種中，煤炭是我國國民經(jīng)濟和人民生活最主要的能量來源。在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，中國能源不會改變以煤炭發(fā)電為主的發(fā)展特點?！耙噪娏橹行模悦禾繛榛A(chǔ)”的能源政策是中國能源發(fā)展的必然選擇。這種能源狀況決定了我國的大氣污染屬于煤煙型污染。在煤炭燃燒向大氣排放的多種污染物中，酸性氣體的排放是現(xiàn)階段防治的重點。有關(guān)資料顯示，由于大氣中的酸性氣體超標(biāo)(主要是SOx和NOx)，我國降水pH值小于5.6的區(qū)域已占國土面積的40%，而且都在我國經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)。此外燃煤還向大氣排放溫室氣體和破壞臭氧層的氣體，研究表明大氣污染對經(jīng)濟造成的損失是十分巨大的。由于大氣污染問題而造成的對水陸生態(tài)環(huán)境的破壞，對工業(yè)及民用設(shè)施的破壞，以及對人體健康的危害，其嚴(yán)重后果更是難以估計的?？傊?，大氣污染已對我國經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。1.2我國電力工業(yè)發(fā)展及所面臨的環(huán)境問題的挑戰(zhàn)電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展起著重要的支撐作用。我國改革開放以來，火電廠發(fā)電裝機容量和發(fā)電量分別從1949年的168.5萬千瓦和43億千瓦·時，達(dá)到2000年初的裝機容量2.368億千瓦，發(fā)電量達(dá)到11079億千瓦·時，分別增加161.5倍和286.8倍，目前中國發(fā)電裝機容量和發(fā)電量均居世界第二位。未來五年電力工業(yè)預(yù)計保持5%左右的增長，到“十五”末期，全國發(fā)電裝機容量將達(dá)到3.9億千瓦，其中水電9500萬千瓦占24.36%，火電28600萬千瓦占73.33%，電力工業(yè)是燃煤大戶，我國目前電力生產(chǎn)耗煤量約站全國耗煤總量的30%，預(yù)計2003年電煤總耗約為6億噸。就氮氧化物的排放而言，人類活動產(chǎn)生的氮氧化物80%以上來自燃燒源排放，一噸煤燃燒大約產(chǎn)生8~9公斤氮氧化物。而燃燒產(chǎn)生的氮氧化物又有50%來自固定燃燒源（主要是電站鍋爐和工業(yè)鍋爐）。這種狀況增加了電力發(fā)展對環(huán)境產(chǎn)生的巨大壓力。表1是我國火電機組（八五）期間氮氧化物排放調(diào)查結(jié)果。表1我國火電機組（八五）期間氮氧化物的排放調(diào)查結(jié)果桌年度您發(fā)電詳量/房億k殺W織·陡h泉發(fā)電軋標(biāo)準(zhǔn)蒙煤耗文/服g怪·百(k艘W嫌·基h亭)勾-1凳億千袖瓦時找NO莖X至排放翠量/多t巴NO采X采總排鋤放量煌/萬說t醫(yī)19宮91牧年葵55級26悲.4主9錘39列0筋35圖0奇19床3.移42賓19與92資年起62石47插.2泥3惠38渣7抓34柄5哄21泉5.拋53曠19番93鄙年柴68嫂56妨.8存6慶38礎(chǔ)4伶34溝0凱23證3.浪13攔19恐94災(zāi)年際74者70辣.4倒9兩38突1秤33廟5洽25鋼0.納26鋸19辜95謎年皂80驅(qū)51常.2埋0寺37辦8沿33域0勿26梁5.艱05表2是對我國火電機組21世紀(jì)初氮氧化物的排放預(yù)測結(jié)果(西安熱工所做)。表221世紀(jì)初的電站鍋爐NOX排放量預(yù)測就年度遠(yuǎn)火力恨發(fā)電壽量/蔥億k發(fā)W帆·侄h勸發(fā)電鳴標(biāo)準(zhǔn)躁煤耗帝/緞g校·苦(k傘W衣·燦h黨)再-1極億千包瓦時霜的N醉O基X爐排放底量/游t針NO捐X待總排運放量畜/萬柄t楚20笨00炮11順70噸0瓣32辛8煙30神6聞35沃8.灶02瘦20死05伐17龜20冒0古31波4找28培4咸48懂8.線48掌20價10寄22努70寫0服30貼0賄26辜2盤59透4.榜74根據(jù)國家有關(guān)部門的預(yù)計，今后我國GDP年均增長7%左右，隨著我國經(jīng)濟繼續(xù)保持持續(xù)穩(wěn)定增長，國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對電力的需求也將相應(yīng)增長。而我國以燃煤為主的電力生產(chǎn)所造成的環(huán)境污染又是電力工業(yè)發(fā)展的一個制約因素。電力工業(yè)必須解決和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展問題，才能真正促進經(jīng)濟的繁榮，造福于人類。在火電機組排放的多種大氣污染物中，氮氧化物是最近三十多年中受到世界極大關(guān)注的一種污染物。氮氧化物的排放在酸雨的形成和對臭氧層的破壞中所起的作用已經(jīng)得到了科學(xué)的證明。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家對氮氧化物的排放制定了越來越嚴(yán)格的限制。隨著今后電力工業(yè)的發(fā)展，NOx排放量將越來越大。如果不加強控制，NOx對我國大氣環(huán)境污染所造成的嚴(yán)重后果將不堪設(shè)想。電力行業(yè)加強對其控制的研究已迫在眉睫。華第二際章出聾國型內(nèi)外含煙氣綁脫硝宅技術(shù)道的發(fā)姓展歷冰史、舍現(xiàn)狀減和趨匆勢議一般便意義吹上的薪氮氧懸化物悼(N紹O民x絮)包州括N拴2肝O、白NO酷、N爛O夫2貢、N殖2傲O位3壺、N它2柜O港4參、N僻2掩O久5孤等,名但對識大氣起造成手污染烤的主剃要是旋NO壯、N丸O鹽2綢和N膜2蟲O。擦燃燒繞過程甩中產(chǎn)單生的學(xué)氮氧轎化物匯主要順是N禮O和孝NO規(guī)2禮。在既絕大疲多數(shù)求燃燒降方式繳中，凍產(chǎn)生急的N幟O占私90港%以淘上，惱其余弱為N逃O怨2餓。這瘋兩種抵氮氧千化物在由于委其危芒害之漁嚴(yán)重起和治體理難性度之堅大而盡長期偵受到排特別巾關(guān)注仇。所永以在崖大氣丟污染斤治理供領(lǐng)域梅里，枝NO恭x數(shù)主要尿指的猶是N獵O和再NO旺2傲，而潤煙氣裂脫硝界（衣Fl發(fā)ue伯g降as傍d晨e堆NO賄x托）也擔(dān)就是搖從煙注氣中請祛除炮NO絕和N跳O痰2卸。跟上個盼世紀(jì)觸40錘年代念在英域國、餅50諷年代燃在美亭國以彈及6賊0年稀代在俱德國改都有態(tài)關(guān)于倆NO沒x句的危色害性蜘的報喉導(dǎo)，超60穿年代潮氮氧稿化物決被國診際社唐會確萬認(rèn)為珍大氣蔬的主閑要污碎染物節(jié)之一訪。隨通后在躁對N割O真x查的形體成與裹危害挽機理環(huán)進行招深入尼研究共的基趨礎(chǔ)上架，開秤發(fā)了進多種先脫硝晶的實棋用技播術(shù)，袖從7撈0年蜂代后塊期煙位氣脫融硝技草術(shù)就境在一瓜些工丙業(yè)發(fā)膏達(dá)國嗽家付淘諸工古業(yè)應(yīng)滾用。罰下面棄就先枝將國機際上鋒有關(guān)揪NO昂x帆控制撒的研豎究與蔑應(yīng)用賄情況煮做一買簡單怨介紹慕。諷2.桑1訂N巷O腿x取的形俗成與眉危害四2.挽1.俗1植NO揮x云的形磁成霞在化困石燃窄料的陷燃燒道過程艱中，腰N哀O解x宰的生川成通鍛過三社種機濤理：錦(1裝)燃帆料本修身所籠含的失氮的眼有機淋物諸陳如喹既啉(辱C肌5撫H壽5始N飼)、散吡啶允(濾C氧9中H原7倘N拌)等纖,在狠高溫寺下釋龜放出捆氮和墊氧化掘合生皆成的框NO肆x凡，稱游作燃墓料型限NO荷x絕（命F渣ue導(dǎo)l杏N蒜O摸x蛇）；晶(2切)燃班燒時普空氣貞中的夾Ｎ遣2沸在高涼溫下賠氧化沾生成耍的N遞O瘋x宰，稱援作溫踐度型恩或熱秩力型灑NO煩x陣（感T籃he丘rm蒼al劣N箭O驅(qū)x諸）；欲(3省)碳姐氫燃醬料在艇燃料昆過多嫩時燃閘燒所渣產(chǎn)生沸的N何O嘆x丈，稱兄作快塑速型無（或歸速度誕型）掀NO隙x異（孟Pr遮om慧pt雪N旗O丑x聞）門——事對于茶大多阻數(shù)的誦礦物歌燃料漆，這局類N季O患x輝含量壯較小野?；I燃燒城過程歡中影奧響N像O愛x厘生成題量的任因素立主要蚊有：鴨·鉆留溫度腦·例選氧濃鵲度威·境摸燃料爐含氮轟量積·膽仆反應(yīng)從時間裹在以生上四隸個因畝素中稅，溫羽度影弱響是浙所有括因素猾中最壺強的燦。根剝據(jù)朽Ze呀lk舉ow韻sk燕i晴（1攏98鉆6）上的研亡究結(jié)銀果，吸在煤雪粉燃所燒裝家置常費規(guī)氧泊量運寧行條福件下蠻，N廟O珍x襖生成襪量與愉溫度便之間等的關(guān)冶系存住在一展個筋“民邊界哥溫度夜”飄，高己于該疊“潛邊界加溫度小”疊時，傘NO牧x留生成禾量將矛隨溫驅(qū)度的尸升高暴以指摔數(shù)規(guī)孕律增唐加，基這個睬“正邊界甲溫度低”挪大約榆為1只30蛛0卻℃董。下偵圖就粉是喘Ze近lk川ow店sk笑i面給出閣的N漁O顧x聾的生研成量亭與溫銹度的邊關(guān)系堂曲線莫。圖1NOx生成量隨著燃燒溫度的變化捎2味.1暢.2驕N千O主x申的危圖1NOx生成量隨著燃燒溫度的變化穩(wěn)NO宋x督是幾像種量劉大面螺廣的濾大氣德污染冷物之坡一，宮NO欲x驅(qū)的排層放給場自然騾環(huán)境姜和人刃類生德產(chǎn)生浮活帶襪來的喘危害郊主要持包括梢：盈(1腥)羊NO林x篇對人萍體的麗致毒渣作用龍；汽(2羊)略NO壤x葛對植無物的衣?lián)p害強作用贈；攔(3臉)艇NO礎(chǔ)x跨在大寫氣中栽的積鎖累，飽造成垂環(huán)境棟酸化斃，是脫形成摟酸雨恰、酸氏霧的息主要廈原因訴之一莖；渾(4蚊)顫NO療x譽與碳江氫化私合物吊形成梳光化悼學(xué)煙驚霧，沿造成譜二次缺污染駱；污(5吊)布N狀2企O伙主要閣是造領(lǐng)成高望層大更氣的酸污染救，參棍與臭巷氧層成的破攀壞。效因此筐，世遣界各列國都靈相繼豬制定三了含永NO布x視廢氣獲排放哥指標(biāo)愁，對貢NO督x坡的排泄放量車進行午限制至，同旋時投奶入資屯金和級人力廢開發(fā)失高效院率、注低成削本的途控制褲NO即x睡的技爬術(shù)工具藝，盒并取盒得了勤一定糖的成名果。其2.琴2窮NO擺x峽的控恥制方隱法繭2.橫2.列1父泡稿NO圍x德的控款制方奏法分旬類卷見諸萄于文陷獻資膝料上友有關(guān)跌NO扯x移的治度理方越法有悲幾十膜種之約多，絲歸納輕起來獸，這層些方齊法不請外乎道從燃均料的法生命粉周期料的三轟個階捆段入千手，盼即燃腸燒前息、燃曲燒中膨和燃攏燒后賭。當(dāng)菠前有候關(guān)燃件燒前版脫硝漁的研惠究很含少，移幾乎燕所有伸的研粥究都逝集中撓在燃桿燒中榮脫硝家和燃挎燒后吧的煙蘭氣脫研硝。介所以甩在國驢際上溫把燃杰燒中揉脫硝橋或把哈NO參x卸的生不成前癥的所律有措粉施統(tǒng)到稱為需一級炒污染粘預(yù)防艱(塔pr良im皂ar皇y囑po品ll掠ut轉(zhuǎn)io套n暴pr雪ev奶en旬ti筍on番)革，把仍燃燒宣后的絞處理加稱為色二級除污染絕預(yù)防凝(s盼ec孝on招da伶ry殖p臘ol泡lu詠ti險on弦p悠re灶ve科nt夾io搏n)劑。服(1緊)燃逝燒前朱脫硝襯石素燃燒托前脫型硝是竿指從珠燃料秩中將如氮脫芬除，碌從而志達(dá)到燃減少昏NO牌x寧生成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)溫掛度左——彼不同鴉的催秩化劑蔬具有鞠自己晝不同漆的適麥宜溫虛度區(qū)滅間。蹈比如標(biāo)有資桌料報喉道，勺某種濾催化傻還原殃脫氮普的反鋼應(yīng)溫倚度區(qū)壓間為骨32奪0~董40烘0涉℃?zhèn)?，?dāng)牽反應(yīng)碎溫度企低于栗30扔0偷℃券，在教催化肉劑上窗出現(xiàn)隆了無紅益的軟副反乓應(yīng)。欣氨分慚子很冠少與嚷NO迅x腫反應(yīng)見，而致是與罩SO閉3網(wǎng)和H劍2紫O反葵應(yīng)生肉成(搭NH紫4淹)密2沃SO敗4目或N腔H灑4蕩HS悲O宇4兇，它段們附超著在燒催化激劑表攀面，泳引起境污染疼積灰滾并堵起塞催狗化劑河的通揮道與糞微孔撐，從警而降寺低了親催化獄劑的辱活性餡。另烘外，特這種油催化汗劑不礦允許盞溫度宋高于肥45掙0撈℃根，因敞為通炭過結(jié)降構(gòu)檢就測發(fā)色現(xiàn)，角高溫不下催陳化劑侍的結(jié)矮構(gòu)發(fā)憐生了單變化剛，導(dǎo)慢致催胳化劑敲通道佳與微拒孔的衡減少井，催往化劑燃損壞潔失活嗽，且斃溫度猾越高亂催化王劑失梨活速判度越施快?，F(xiàn)另外融，還竊有資妻料說舊，溫繩度過拔高會巡使N外H突3腥轉(zhuǎn)化捏為N你O趕x巡。志根據(jù)體催化向劑的令適宜暈溫度秤范圍執(zhí)，S曬CR娘可分崗為高霉溫工宏藝、偵中溫蒸工藝惱和低噸溫工住藝，沿其溫均度分祝別為痕：返高溫欠SC襖R工慣藝：叉34帝5~童59宰0立℃稅中溫耽SC麗R工風(fēng)藝：扔26而0~博38盟0榮℃紫低溫詠SC壤R工菠藝：沖80北~3課00標(biāo)℃默·筍保證毀適當(dāng)滿的氨販氣輸摟入量偷——得對默NH閑3暮的輸皮入量搞的調(diào)鑼節(jié)必榜須既滲能保銀證N苦O爛x殿的脫印除效孔率，校又能火保證際較低賭的氨索逸出郊量。聞由于子煙氣欲經(jīng)過綁空氣聚預(yù)熱晚器溫敘度迅辛速下邪降,準(zhǔn)多演余的巷NH跪3員會與吧煙氣遣中的榴SO搬2甘和S近O陷3稿等反栽應(yīng)形菊成銨屢鹽，舟導(dǎo)致春煙道嘩積灰慈與腐五蝕。洽另外陳，N塊H致3薯吸附花在煙任氣飛焰塵中額，會舞影響同電除唇塵器累所捕冶獲粉天煤灰佩的再厲利用洪價值宣，氨咬泄露目到大惰氣中禮又會程對大警氣造科成新縣的污毀染，狐故氨矮的流狼出量涉一般睛要求登控制酷在5箱pp然m鞋以下朝。繭在推夏廣S殲CR但法初建期，斜雖然叮曾遇繩到催圍化劑預(yù)被煙抹氣中逼的粉議塵磨拆損、梅阻塞吸、受蠻砷、概堿金黨屬等癥物質(zhì)獄的毒差害失部活及茫形成蛾的酸些式硫吼酸銨竿腐蝕贈設(shè)備逮等問填題，慚但隨栽著運椒行經(jīng)臂驗的文增加繪，操夏作條買件的唐優(yōu)化綱，催傷化劑幟及其縣載體浩的改制進，史使S額CR全技術(shù)炎日趨封成熟策并開絹始受蜓到普什遍的擋歡迎旅。目蛙前尚騙感不徐足的凱是它狐的投蠟資和缺日常需操作劈費用先仍偏論高，牢但這想個缺險點正徹隨著繡新技言術(shù)的掛開發(fā)除與應(yīng)顏用逐汽漸被帳克服夠。劇2.姓4.掉1稻.4魄脫杜硝效私率暢SC澤R法琴脫除枕NO化x劇的效燭率很慨高，鴨可達(dá)好80鑰%-湊90做%。狹2壯.4駛.1棒.5娘應(yīng)用調(diào)實例跨美國益的紛AE劣S袋So疼me逆rs過et參電站逝的一憐號鍋搭爐是很B&薪W扛制造各的燃影燒東陵部的沉中度焦含硫脹量煙圾煤的登67強5丈MW主機組匯的鍋務(wù)爐，青配的哈是君GE末公司茄的蒸萄汽輪俱機和貫發(fā)電佳機。役鍋爐京原來趁安裝墾有電瞧除塵零和喂?jié)穹ㄗ置摿虮b置抄與低危NO棵x便燃燒薦器。惡為了椅進一李步降裝低N竿O電x捷的排注放，奴于1泄99北8/矛19靈99的的冬唉天，專在該您鍋爐早上安譽裝了誼SC法R我系統(tǒng)左，并鳳于1批99倘9年疑6月首投入憐運行批。停從簽勻合同暫到系嘗統(tǒng)運妄行，蘆B&拖W敲公司達(dá)用9掙個月怒時間弄完成男了設(shè)侵計制泄造和嚴(yán)安裝化這臺虹改進錘型的服SC帖R奮。設(shè)尿計指槍標(biāo)是臥經(jīng)過襖24欄00鋼0小療時的豈運行哈后，茫氨逃碧逸率獨小于讀3帳pp繳m羊，N江O鑒x伸脫除托率9害0%靈，電拘站N嚼O龍x羨的排泉放從株0.妙55馬lb霧/M建Bt歷u肢降低陳到0揉.0浮55乖lb饑/M獲Bt火u晶。反混應(yīng)器嗓中有纖89者7立苗方米疊的6筑毫米妻的板順式催驚化劑鵝，四狐層催餡化劑啊床的奶三層爆放置蔽有催繞化劑去。還茄原劑播采用蒼無水英氨，召此外湖設(shè)計耀參數(shù)任還有喊流經(jīng)剃催化授劑的射煙氣古中的急SO狐2灘的氧春化率鐮限制繁在0昏.7趕%榨以內(nèi)崗，燃男料硫媽含量派2.獻5~采3.面0%捏。反燈應(yīng)器六位于盤連接遞空氣頑預(yù)熱池器和烤除塵青器的陽煙道駁中。偏該系虹統(tǒng)是猛在基眠負(fù)荷漁狀態(tài)醋下設(shè)奔計的帳，系皮統(tǒng)的甘壓降掀限制決在避毅免對間引風(fēng)悠機進滔行改而造。森So撞me靜rs