火电厂锅炉氮氧化物排放控制技术发展

《火电厂锅炉氮氧化物排放控制技术发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年2月建材与装饰工艺与设备火电厂锅炉氮氧化物排放控制技术发展杲延超曹瑞（济南热电有限公司北郊热电厂山东济南250033）摘要：当前我国燃煤电厂运行过程中产生的NOx是大气主要污染物之一，是形成雾霾的重大因素，本文在氮氧化物形成机理的基础上，分析影响氮氧化物排放的因素，并介绍了各种低氮燃烧技术和烟气脱硝技术的主要方法和技术特点。关键词：火电厂；氮氧化物；低氮燃烧；控制排放中图分类号：TM621.2文献标识码：A文章编号：1673-0038（2017）07-0211-03引言（2）燃料型F-NO（xFuelNOx）：燃料中含有的氮化合物（如杂随着近几年

2、国民经济的发展，电力需求越来越大，燃煤锅炉环氮氧化物）在燃烧过程中氧化生成氮氧化物。其形成过程包括不断扩建，煤炭需求量明显增加。煤炭的燃烧产生大量氮氧化挥发性NO与焦炭性NO两种途径，F-NOx的生成量与火焰附近物，其中，大气污染物中的氮氧化物，70%来自于煤炭的燃烧，而氧浓度密切相关。从图1中可以看出，与T-NOx不同，F-NOx生火力发电厂发电用煤又占了全国燃煤的70%[1]。氮氧化物的过量成过程的温度水平较低，且在初始阶段，温度影响明显，在高于排放给人们的生产和生活坏境带来了严重的破坏，危害人体呼1400℃后趋于稳定。吸系统的健康，人类长期处于氮氧化

3、物浓度过高的环境会导致（3）快速型P-NO（xPromptNOx）：由空气总氮和燃料中碳氢死亡，室内氮氧化物的质量浓度不能超过5mg/m3[2]。参与形成光离子团如CH等反应生成NOx。P-NOx在CH类原子团较多、氧气化学烟雾，造成环境污染，氮氧化物还会破坏大气臭氧层和形成浓度相对较低的富燃料燃烧时产生，其生成对温度的依赖性很酸雨[3]，直接危害社会发展。低。2014年，全国废气中氮氧化物排放量2078万t，十三五期间对于大型电厂锅炉，在此3种类型的氮氧化物中，燃料型氮氧化物排放仍然为主要控制对象。我国于1991年制订了第一NOx是最主要的，占总生成量的

4、60%以上；温度足够高时，热力型部《火电厂大气污染物排放标准》，经过多次修订，于2012年1NOx生成量可占总量的20%；快速性NOx在煤燃烧过程中的生成月1日起实施，GB13223-2011允许的燃煤锅炉氮氧化物最高排量很小。放浓度为100mg/m3。加强电厂锅炉氮氧化物排放控制，已成为对2影响氮氧化物生成的因素大气污染物控制的研究重点。2.1燃料特性影响1氮氧化物生成机理由于NOx主要来自燃料中的氮，从总体上来看燃料中氮含氮氧化物（NOx）是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等的总量越高则生成NOx越多，燃料中氮的存在形式不同，NOx生

5、成量称。造成大气污染的NOx主要是指NO和NO2。NO是煤燃烧时的也随之改变。以胺形态（褐煤，页岩劣质燃料）存在于煤中的燃料主要副产物，占90%以上，主要来源于煤燃烧时煤中N的氧化及氮在燃烧过程中主要生成NO，以芳香环形态（烟煤，无烟煤）存高温空气中N和O的反应[4]，NO占5~10%。根据氮氧化物生成在的燃料氮在挥发燃烧过程中主要生成N2O。222机理，可分为热力型、燃料型和快速型NOx三种。煤燃烧挥发成分中的元素比例也会影响NOx的生成，煤中（1）热力型T-NO（xThermalNOx）：由燃烧用空气中的氮气在O/N比值越大，NOx的排放量越高，此外，

6、煤中S/N比值也会影响高温下氧化而生成。其生成机理多用捷里道维奇（Zeldovich）反应到各自的排放水平，S和N在氧化时会竞争，因此，SO2生成的越式表示，如图1所示，温度是影响T-NOx生成最重要和最显著的多，NOx的排放量相对降低。因素，随着温度的升高，T-NOx的生成速度按指数规律迅速增加。2.2过量空气系数影响研究表明，当燃烧温度低于1500℃时，几乎没有T-NOx生成，只当空气不分级时，降低过量空气系数，在一定程度上会降低有当温度高于1500℃时，T-NOx的生成反应才变得明显起来。T-反应区域内氧浓度的目的，因而对热力型NOx和燃料型NOx的

7、NOx的控制方法主要包括：降低燃烧温度，降低氧气浓度，使燃烧生成都有明显的控制作用，采用这种方法可以使NOx的生成有在远离理论空气比的条件下进行，缩短在高温环境下的燃烧时明显的控制作用，减少约15~20%NOx的排放。当空气分级时，可间。有效降低NOx排放量，随着一次风量的减少，二次风量的增加，在底部燃烧区形成欠氧区，N被氧化的速度降低，NOx的排放量也相应下降。2.3燃烧温度影响燃烧温度对NOx排放的影响比较明确，即随着炉内燃烧温度的升高，NOx的生成量上升。含氧量越高，燃料中氮向气相释放的量约低，过剩空气量越大、火焰温度越高时，这种负效应越明显。图1N

8、Ox生成量与温度的关系·211·工艺与设备建材与装饰2017年2月