供热燃气锅炉烟气排放脱硝技术的应用研究与分析

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1、供热燃气锅炉烟气排放脱硝技术的应用研究与分析第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义随着社会的发展，供热面积不断增加，供热能源消耗持续增长，而供热带来的环境问题也日益突出。燃煤锅炉排放出的烟尘、二氧化硫、氮氧化物均对空气质量造成较大影响。据统计分析，城市中雾霾天气的发生，很大程度上由燃煤锅炉烟气排放造成。为了推进清洁空气治理，很多城市对供热系统进行了清洁能源改造，由原来燃煤锅炉替代成燃气锅炉，或者在新建锅炉的时候，直接安装建设供热燃气锅炉。天然气在燃烧过程中，虽没有烟尘和二氧化硫排放，但也产生氮氧化物排放，对空

2、气污染同样存在。供热燃气锅炉越来越多，其烟气脱硝处理，成为一个供热行业面临的重大课题。在供热系统燃气锅炉推广什么样的脱硝技术以及应用研究，是本文着力重点。大气中的NOx对人和动植物都有一定的不利影响。一方面高浓度的NO可造成中毒，引起死亡，另一方面NO浓度为（1～3）10时，可闻到臭味；对眼睛、鼻喉有急性刺激感；有时候，走在街道上，可以闻到严重的刺鼻气味，严重可诱发呼吸道疾病，影响人身体健康。NOx可与水结合形成硝酸，或与空气中的挥发性有机物结合，促进甲醛、臭氧、丙烯醛和过氧硝酸乙酰酯等刺激性有机物以及PM2.5

3、的生成，是形成酸雨、光化学烟雾和雾霾天气的重要原因，对生态环境和人体健康具有严重的危害。近年来，北京市发生了多起严重雾霾天气，严重威胁着人民的正常生产生活。为了减少雾霾天气发生，进一步促进环境质量改善，北京市开始在全市区范围内推行压减燃煤、空气清洁行动计划。北京市政府发布的《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》，明确要求不断推进燃气锅炉低氮燃烧技术改造，实施氮氧化物治理。自2012年开始在北京市五环内开始实施煤改气清洁能源改造。到2014年年底，北京市五环内没有燃烧煤炭的供热锅炉，燃煤炉全部改成了燃气等清

4、洁能源。但燃气锅炉烟气排放最大污染物就是NOx，相关数据表明每减少1吨NOx排放可减少约0.13吨PM2.5，因此，减少NOx排放是改善空气环境质量、减少雾霾天气的的重要任务之一。1.2本文研究内容结合实际工作，本论文从以下几个方面进行供热燃气锅炉烟气脱硝处理的研究：1）对供热燃气锅炉烟气处理采用的技术方案进行分析、探讨；2）结合本企业脱硝治理改造项目，制定脱硝试验方案，跟踪调研不同吨位容量的锅炉运行状况和不同脱硝方式的运行效果，获取实践数据，为锅炉烟气排放脱硝技术路线的整理、制定标准提供基础；3）运行调试、数据

5、整理，进行供热燃气锅炉脱硝处理的成本、效果分析。..第2章北京市供热燃气锅炉现状2.1供热燃气锅炉因为燃煤锅炉带来的大气污染比较严重，雾霾天气时有发生，为进一步推进大气环境质量治理，在北方采暖地区，进行燃煤锅炉改造，采用清洁能源或着采用更加先进的烟气处理技术。目前，我国具有大规模的天然气供热的城市有北京、天津、乌鲁木齐、兰州、银川等而规划大力发展天然气供热的城市更多。比如在北京，北京市环保局制定了大气清洁行动计划，截止到2014年年底，北京市五环内所有燃煤锅炉进行了煤改气，将燃煤锅炉进行拆除，引入天然气，安装新的

6、燃气锅炉。乌鲁木齐市在2013年也进行了大量的燃煤锅炉改造成燃气锅炉的改造，以解决当地的雾霾天气，改善空气质量。北京市自1997年开始进行了煤改气，采用天然气作为能源燃料。在1997年率先进行了左家庄供热厂、方庄供热厂燃煤锅炉改造成燃气锅炉工作。因当时对锅炉烟气排放氮氧化物要求不高，所以在改造时并未对燃气锅炉氮氧化物排放进行脱硝处理。当时采用的方案是要求锅炉燃烧器厂家进行配合，控制锅炉排烟氮氧化物排放<200mg/m3。2012年北京市制定了清洁空气行动计划，北京市热力集团开始在集团范围内的燃煤锅炉进行煤改

7、气。截止到2014年11月15日，34座大型燃煤锅炉完成了煤改气改造。供热燃气锅炉的吨位在0.5～160吨/H之间，大大小小分布在城六区，有5200多台锅炉。额定负荷在20蒸吨以上的有210多台。因当时没有引起大家的重视，供热企业及环保部门比较关注烟尘和二氧化硫的排放，而对氮氧化物排放要求比较松。2011-2014年期间，安装的或改造的燃气锅炉烟气氮氧化物排放浓度范围在90--200mg/m3之间。..2.2北京市供热燃气锅炉现状北京市自1997年开始进行了煤改气，采用天然气作为能源燃料。在1997年率先进行了左

8、家庄供热厂、方庄供热厂燃煤锅炉改造成燃气锅炉工作。因当时对锅炉烟气排放氮氧化物要求不高，所以在改造时并未对燃气锅炉氮氧化物排放进行脱硝处理。当时采用的方案是要求锅炉燃烧器厂家进行配合，控制锅炉排烟氮氧化物排放<200mg/m3。2012年北京市制定了清洁空气行动计划，北京市热力集团开始在集团范围内的燃煤锅炉进行煤改气。截止到2014年11月15日，34座大型燃煤锅炉