北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：本文介紹龍凈SNCR、SCR、COA等三種煙氣脫硝工藝的原理和技術特點，綜合考慮燃煤鍋爐NOX排放特點及不同脫硝工藝的技術特點，提出了針對煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐等不同燃煤鍋爐實現(xiàn)NOX小于50mg/Nm3的超潔凈排放的最佳脫硝工藝路線。
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1. 前言
隨著國內經(jīng)濟的快速發(fā)展，氮氧化物(NOx)的排放量迅速增加，嚴重污染了生態(tài)環(huán)境，已成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。國家環(huán)境保護部2012-01-01頒布實施的《火電廠大氣污染物排放標準GB13223-2010》要求重點地區(qū)：燃煤鍋爐氮氧化物排放濃度執(zhí)行100mg/Nm3的排放限值;非重點地區(qū)：2003年12月31日之前建成投產(chǎn)或通過環(huán)評審批的燃煤鍋爐氮氧化物排放濃度執(zhí)行200mg/Nm3的限值，其它的執(zhí)行100mg/Nm3的限值。
近年來，霧霾現(xiàn)象頻發(fā)，環(huán)境問題日益突出。為了改善整體大氣環(huán)境，珠三角、長三角、京津冀等許多重點地區(qū)再次大幅度提高了多種污染物的排放標準，紛紛提出了超潔凈的排放要求，其中對氮氧化物的排放限值要求小于50mg/Nm3。
2. 燃煤鍋爐NOX排放特點
燃煤電廠產(chǎn)生的氮氧化物產(chǎn)生機理主要包括兩方面：一是燃燒時空氣中的氮在高溫下與氧氣反應生成，稱“熱力型NOX”;二是來自燃料中固有的含氮化合物，稱“燃料型NOX”。
總體說來，煤的揮發(fā)分越高，爐內生成的NOX越少。主要與以下因素有關：1)煤的揮發(fā)分高，著火性能好，爐膛溫度和煤粉氣流的著火溫度較低，降低了燃料中N的轉換率，從而降低了NOX的生成量;2)揮發(fā)分高，煤容易著火和燃盡，運行過程中常常采用較低的過量空氣系數(shù)，同樣可降低燃料中N的轉換率;3)揮發(fā)分高，迅速燃燒的揮發(fā)分更多消耗掉煤粉氣流著火階段的氧氣，增強了煤粉氣流低溫燃燒階段的還原性氣氛，生成的NOX部分被還原，減少了鍋爐出口的NOX排放濃度。
燃煤的成分通常直接影響著鍋爐的燃燒方式及鍋爐型式的選擇。其中“W”火焰鍋爐為了保證難燃的無煙煤能夠穩(wěn)定的著火燃燒，爐膛溫度可達1500℃以上，造成NOX排放濃度極高;而對于循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度(床溫)一般在820~950℃之間，因此NOX排放濃度較低。
3. 龍凈煙氣脫硝工藝
燃煤鍋爐NOx污染控制技術包括低氮燃燒和煙氣脫硝等兩類。其中，低氮燃燒技術具有投資和運行費用較低的特點;因此，燃煤鍋爐在設計或改造時，首先應考慮配置高效的低氮燃燒技術和裝置，以減少氮氧化物的產(chǎn)生;但由于低氮燃燒對NOx控制效率有限(30%~50%)，單獨采用低氮燃燒控制方式已無法滿足日益提高的環(huán)保要求，幾乎所有的燃煤鍋爐都面臨增設相應的煙氣脫硝裝置的情況。目前，龍凈已成功商業(yè)化應用的煙氣脫硝工藝主要包括以下三種：
1) 選擇性非催化還原(SNCR)
選擇性非催化還原(SNCR)工藝：主要是向850~1100℃范圍內的高溫煙氣中噴入氨或尿素等還原劑，通過還原劑產(chǎn)生的氨自由基與煙氣中的NOx反應，還原生成N2和H2O。其中溫度區(qū)間、還原劑分布以及反應停留時間是決定脫硝效率高低的三個關鍵因素。
