3燃煤电站氮氧化物控制技术

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1、燃煤电站NOx控制技术马双忱燃煤电站NOx控制技术主要有三种：燃料脱硝；改进燃烧方法和生产工艺，即燃烧中脱硝；烟气脱硝，即燃烧后NOx控制技术。对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类:一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。燃料脱硝固体燃煤含氮量0.5%-2.5%，通过特殊处理使含氮燃料转发为低氮燃料。燃料脱硝难度极大，成本很高；低NOx燃烧技术低NOx燃烧技术为了控制燃烧过程中NOx的生成量所采取的

2、措施原则为：（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；（3）缩短烟气在高温区的停留时间等。低NOx燃烧技术主要包括如下方法。空气分级燃烧当过量空气系数a<1，燃烧区处于“贫氧燃烧”状态时，对于抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。根据这一原理，把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的70％左右，从而即降低了燃烧区的氧浓度也降低了燃烧区的温度水平。因此，第一级燃烧区的主要作用就是抑制NOx的生成并将燃烧过程推迟。燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃尽风喷口送入炉膛与第一级所产

3、生的烟气混合，完成整个燃烧过程。燃料分级燃烧在主燃烧器形成的初始燃烧区的上方喷入二次燃料，形成富燃料燃烧的再燃区，NOx进入本区将被还原成N2。为了保证再燃区不完全燃烧产物的燃尽，在再燃区的上面还需布置燃尽风喷口。改变再燃烧区的燃料与空气之比是控制NOx排放量的关键因素。烟气再循环该技术是把空气预热器前抽取的温度较低的烟气与燃烧用的空气混合，通过燃烧器送入炉内从而降低燃烧温度和氧的浓度，达到降低NOx生成量的目的。低NOx燃烧器通过特殊设计的低NOx燃烧器（LNB）及改变通过燃烧器的风煤比例，以达到在燃烧器着火区空气分级、燃烧分级或烟气再

4、循环法的效果。在保证煤粉着火燃烧的同时，有效抑制NOx的生成。如燃烧器出口燃料分股：浓淡煤粉燃烧。在煤粉管道上的煤粉浓缩器使一次风分成水平方向上的浓淡两股气流，其中一股为煤粉浓度相对高的煤粉气流，含大部分煤粉；另一股为煤粉浓度相对较低的煤粉气流，以空气为主。低氮燃烧技术的脱硝效率仅有25～40％，单靠这种技术已无法满足日益严格的环保法规标准。对我国脱硝而言，烟气脱硝技术将势在必行。烟气脱硝烟气脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对较大选择性催化还原法（SCR）在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最

5、高，最为成熟的脱硝技术。1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，其后SCR技术在日本得到了广泛应用。日本大约有170套装置，接近100GW容量的电厂安装了这种设备。在欧洲已有120多台大型装置的成功应用经验，其NOx的脱除率可达到80~90%。美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术。由于该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染，SCR方法已成为目前国内外电站脱硝比较成熟的主流技术，应是我国烟气脱硝引进及消化吸收的重点。选择性催化还原法（Selectivecatalyticreduction,S

6、CR）催化还原法是在催化剂的作用下，利用还原剂将NOx还原为N2。依据还原剂是否与O2发生反应，将催化还原法分为选择性催化还原法和非选择性催化还原法。一.选择性催化还原法（SCR）催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应选择性非催化还原烟气脱硝技术（SNCR)SCR脱除NOx的运行成本主要受催化剂寿命的影响，一种不需要催化剂的选择性还原过程或许更加诱人，这就是选择性非催化还原(selectivenon-catalyticreduction，SNCR)脱除NOx技术。该技术是把含有NH3基的还原剂，喷入炉膛温度为800～1100℃

7、的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2。选择性非催化脱硝法(SNCR)炉墙上多层氨喷口位置示意图喷入氨/尿素燃烧器烟气1050oC-950oCSNCR原理把氨或尿素试剂作为还原剂加入烟道高温段来脱除NOx,反应在930～1090℃温度范围内进行，不需要催化剂。当氨和烟气中的NOx接触时，发生还原反应：4NH3+4NO+O2→6H2O+4N24NH3+2NO2+O2→6H2O+3N24NH3+6NO→6H2O+5N2；8NH3+6NO2→12H2O+7N2尿素为还原剂(NH4)2CO→2NH3+CONH

8、3+NO→N2+H2OCO+NO→N2+CO2当温度更高时，NH3则会被氧化为NO，即4NH3+5O2→4NO+6H2O实验证明，低于900℃时，NH3的反应不完全，会造成所谓的“氨穿透”，而