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1、2006年8月电力设备Aug12006第7卷第8期ElectricalEquipmentVo.l7No.8火电厂脱硝技术综述王文选,肖志均,夏怀祥(大唐环境科技工程有限公司,北京市100089)摘要:控制氮氧化物(NOx)排放主要措施有2种:低NOx燃烧和烟气脱硝。文章分别介绍了低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术的主要方法和技术特点。重点阐述了选择性催化还原法(SCR)的原理、流程及主要影响因素,以及催化剂和还原剂的选择与性能比较。另外,对SCR、选择性非催化还原(SNCR)、SNCR/SCR混合法技术进行了比较。最后简单介绍了大唐环境科技工程有限公司烟气脱
2、硝的技术定位和山西阳城脱硝项目的情况。关键词:脱硝技术;低NOx燃烧;选择性催化还原法;选择性非催化还原;催化剂;火力发电厂;环境保护中图分类号:X511氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。烧”状态时,抑制NOx的生成量有明显效果。根据这通常所说的氮氧化物NOx有多种:N2O、NO、NO2、一原理,把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需N2O3、N2O4和N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污用空气量的70%左右,从而降低了燃烧区的氧浓度,染物。我国氮氧化物的排放量中70%来自煤炭的直也降低了燃烧区的温度水平。因此,第一级燃烧区的接燃烧,电力工业又
3、是我国的燃煤大户,因此NOx排主要作用就是抑制NOx的生成并将燃烧过程推迟。放的主要来源是火力发电厂。燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃烬风喷研究表明,氮氧化物的生成途径有3种:①热力口送入炉膛与第一级所产生的烟气混合,完成整个燃型NOx。指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx;烧过程。②燃料型NOx。指燃料中含氮化合物,在燃烧过程中炉内空气分级燃烧包括:轴向空气分级燃烧进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx;③快速型(OFA方式)和径向空气分级燃烧。轴向空气分级将NOx。指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团燃烧所需的空气分两部分送入炉膛:一部分为
4、主二次(CH)等反应而生成NOx。在这3种途径中,快速型风,占总二次风量的70%～85%,另一部分为燃烬风NOx所占的比例不到5%;在温度低于1300℃时,几(OFA),占总二次风量的15%～30%。炉内的燃烧分乎没有热力型NOx。对常规燃煤锅炉而言,NOx主要为3个区域,即热解区、贫氧区和富氧区。径向空气通过燃料型生成途径而产生。控制NOx排放的技术分级燃烧是在与烟气流垂直的炉膛截面上组织分级措施可分为一次措施和二次措施两类,一次措施是通燃烧的。它是通过将二次风射流部分偏向炉墙来实过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量;二次现的。空气分级燃烧存在的
5、问题是二段空气量过大,措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中会使不完全燃烧损失增大;煤粉炉由于还原性气氛而脱除。易结渣、腐蚀。1脱硝技术1.1.2燃料分级燃烧在主燃烧器形成初始燃烧区的上方喷入二次燃降低NOx排放主要措施有2种。一是控制燃烧过料,形成富燃料燃烧的再燃区,NOx进入该区将被还程中NOx的生成,即低NOx燃烧技术;二是对已生成原成N2。为了保证再燃区的不完全燃烧产物能够燃的NOx进行处理,即烟气脱硝技术。烬,在再燃区的上面还需布置燃烬风喷口。改变再燃1.1低NOx燃烧技术烧区的燃料与空气的比例是控制NOx排放量的关键为了控制燃烧过程中N
6、Ox的生成量所采取的措因素。存在的问题是为了减少不完全燃烧损失,需加施原则为:①降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉空气对再燃区烟气进行三级燃烧,因而配风系统比较在缺氧条件下燃烧;②降低燃烧温度,防止产生局部复杂。高温区;③缩短烟气在高温区的停留时间等。1.1.3烟气再循环1.1.1空气分级燃烧该技术是把空气预热器前抽取的温度较低的烟燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很气与燃烧用的空气混合,通过燃烧器送入炉内从而降大影响。当过量空气系数α<1,燃烧区处于“贫氧燃低燃烧温度和氧的浓度,达到降低NOx生成量的目2电力设备第7卷第8期的。存在的问题是由于受
7、燃烧稳定性的限制,一般再在的问题是:由于水平烟道处的温度随锅炉负荷和运循环烟气率为15%～20%,投资和运行费较大,占地行周期而变化,另外锅炉中NOx浓度的不规则性,因面积大。而使该工艺应用时变得较复杂。在同等脱硝率的情1.1.4低NOx燃烧器况下,该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺,从而使通过特殊设计的燃烧器结构(LNB)及改变通过NH3的逃逸量增加。燃烧器的风煤比例,以达到在燃烧器着火区空气分1.2.2烟气处理法级、燃烧分级或烟气再循环法的效果。在保证煤粉着烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附火燃烧的同时,有效地抑制NOx的生成。如浓淡煤粉法、
8、液膜法、微生物法等。液体吸收法的脱硝效率低,燃烧方式为:在煤粉管道上的煤粉浓缩器
