超凈排放煙氣脫硝

1、燃煤電廠超凈排放脫硝技術 李元元背景 日益嚴格的環(huán)保要求火電廠大氣污染物排放標準變化煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2016） 東部地區(qū)（遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市）新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米），中部地區(qū)（黑龍江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8?。┬陆C組原則上接近或達到燃氣輪機組排放限值，鼓勵西部地區(qū)新建機組接近或達到燃氣輪機組排放限值。支持同步開展大氣污染物聯合協(xié)同脫除，減少三氧化硫、汞、

2、砷等污染物排放?，F有的煙氣處理技術路線目前燃煤機組的脫硝以低氮燃燒器和SCR脫硝裝置為主，超凈排放的措施多數是在原有的系統(tǒng)上挖掘潛力。超凈排放脫硝技術1、LNB技術 要減少燃料型、熱力型NOx的生成，可以從抑制其生成和還原生成的NOx這兩方面著手。（1）空氣分級燃燒技術u第一階段：由主燃燒器供入爐膛的空氣被減少到理論空氣量的80%左右，形成貧氧而富燃料的第一燃燒區(qū)。燃燒速度和溫度降低，因而抑制了熱力型NOx的生成。同時，形成的還原性氣氛與NO進行還原反應，抑制了燃料型NOx的生成u第二階段：將完全燃燒所需的其余空氣以二次空氣輸入與第一燃燒區(qū)的煙氣混合，形成富氧而貧燃料的第二燃燒區(qū)。于此區(qū)域溫度

3、已降低，新生成的NOx量有限，總體上NOx的排放量少。（2）燃料分級燃燒技術u 主燃區(qū)：80%-85%燃料送入，生 成較多數量的NOx。u 再燃區(qū)：其余15%-20%的燃料在 主燃燒器的上部送入。富余燃料形成強還原性氣氛，不僅使得一級燃燒區(qū)所生成NOx得到還原，還抑制了新的NOx生成。u 燃燼區(qū)：保證未燃燒產物燃盡，從而完成燃燒全過程。（3）煙氣再循環(huán)u將部分低溫煙氣直接送入爐內，或與空氣（一次風或二次風）混合送入爐內。因煙氣吸熱和稀釋了氧濃度，使燃燒速度和爐內溫度降低，因而熱力NOX減少。u核心：利用煙氣所具有的低氧以及溫度較低的特 點，將部分煙氣再循環(huán)噴入爐膛合適位置，降低局部溫度及形成局

4、部還原性氣氛，從而抑制NOX 的生成。低NOx燃燒器(Low NOX Burner，LNB)是通過設計特殊結構的燃燒器，通過改變燃燒器的風煤比例，以達到在燃燒器著火區(qū)的空氣分級、燃燒分級和煙氣再循環(huán)法的目的。世界各國的大鍋爐公司分別發(fā)展了各種類型的低NOx燃燒器，NOx脫除率一般在30%60%。（4）低氮燃燒器1）PM型直流燃燒器u煤粉在一次風道中先經過一個彎頭進行慣性分離，密度大的煤粉由于慣性大，多數進入上面的富燃料噴口，其余的隨空氣進入下面的貧燃料噴口，進行燃料分級。u 煤粉的濃淡偏差使部分燃燒在空氣不足下進行，即燃料過濃燃燒；另一部分燃燒在空氣過剩下進行，即燃料過淡燃燒。過濃燃燒或過淡燃

5、燒時都不等于1，前者1過濃燃燒：因氧氣不足，燃燒溫度不高，所以過濃燃燒：因氧氣不足，燃燒溫度不高，所以燃料燃料NOX和熱力和熱力NOX都不高。都不高。過淡燃燒：因空氣量很大，燃燒溫度降低，過淡燃燒：因空氣量很大，燃燒溫度降低，使熱力使熱力NOX降低。降低。2）WR型直流燃燒器u WR型燃燒器也是利用彎頭的慣性分離作用，形成濃煤粉和淡煤粉，與彎頭相接的管道中安裝了濃、淡煤粉的分離擋板，使這兩股氣流從各自的管道通過。這種燃燒器的噴口內安裝有波形鈍體，可增強煤粉與氣流的攪拌并在燃燒器的出口處形成一個有利于著火的穩(wěn)定回流區(qū)，從而提高火焰的穩(wěn)定負荷范圍。u WR型燃燒器將濃、淡相集中在一個噴口內。因此，

6、WR型燃燒器的上、下一次風中心距可以做得較小，這樣既有利于降低整體的火焰高度、減少NOx的排放，又降低了鍋爐的造價、滿足了燃用劣質煤的要求3）DRB燃燒器DRB型燃燒器主要通過調整內、外二次風的比例和旋流強度來調節(jié)一、二次風的混合，延遲燃燒過程、降低燃燒強度，并在燃燒器出口造成很強的還原性氣氛，從而降低NOx的排放量。DRB型燃燒器主要適用于燃燒揮發(fā)分大于5的煙煤。運行實踐證明，采用DRB型燃燒器后，距噴口1.2 m處的火焰溫度由1600降至1400，NOx排放濃度可降低39。DRB型雙調風低型雙調風低NOX燃燒器燃燒器4）HT-NR型旋流燃燒器1-齒環(huán)穩(wěn)燃器；2-內二次風擴口；3-外二次風徑

7、向葉片；4-內二次風軸向葉片；5-一次風葉片；6-二次風擋板；7-文丘里管；8-一次風管；9-看火孔；10-油槍一次風粉氣流經過90彎頭進入燃燒器一次風管后，通過文丘里管向中心濃縮，然后經過安裝在中心管上小角度軸向葉片，煤粉被甩向一次風管壁附近后噴入爐膛。一次風噴口裝有陶瓷制成的齒形穩(wěn)燃環(huán)，可使煤粉顆粒穩(wěn)定著火。內二次風通道內裝有可調角度的軸向葉片。在內二次風道出口，排列緊密的旋流葉片圍繞著一次風噴口。二次風擋板和內二次風軸向葉片分別由兩根推拉式的拉桿控制，推拉二次風擋板可改變內、外二次風風量比例。5）四角切圓低氧化氮燃燒系三種關鍵技術u同心切圓燃燒系統(tǒng)u分離式OFAu特別設計的煤粉火嘴同心燃

8、燒系統(tǒng)偏同心燃燒系統(tǒng)偏離二次風離二次風同心切園燃燒系統(tǒng)同心切園燃燒系統(tǒng)的水平斷面圖的水平斷面圖 一次風，燃料和一次風，燃料和二次風二次風2、SCR技術（1）全負荷脫硝技術 SCR脫硝裝置的投運通常要求進口煙溫在310420范圍內，低負荷下省煤器出口煙溫較低，不能滿足SCR投運要求，為解決這一問題，可根據鍋爐實際情況采用相應措施。1) 提高給水溫度。減少省煤器的冷端換熱溫差，以減少省煤器對流換熱量，使省煤器出口煙氣溫度提高。2) 旁路煙道。引一路高溫煙氣通入 SCR 進口煙道混合，提高 SCR 煙氣溫度。3) 省煤器水旁路。為降低通過省煤器換熱面管內的水流量，從而降低省煤器的換熱量，使省煤器出口

9、煙氣溫度提高。4) 分級省煤器。將部分省煤器受熱面移至脫硝裝置后的煙道中，脫硝裝置前布置了比原設計相對較少的省煤器面積，進入脫硝裝置的溫度都有一定幅度的提高（2）脫硝催化劑SCR法被認為是最好的煙氣脫氮技術，該技術的關鍵問題是選擇優(yōu)良的催化劑。目前，SCR 催化劑按照活性組分的不同，可分為以下幾類：貴金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、分子篩催化劑、碳基催化劑等。對于各類 SCR 催化劑，它的活性組分種類及負載量、載體的種類、它的制備條件，如制備方法、焙燒時間和溫度等，都會對SCR催化劑的性能產生明顯的影響。此外，空速、催化劑的種類、形態(tài)及用量、反應溫度、還原劑種類及用量、水蒸氣及SO2含量等都是影響SCR脫氮工藝的重要因素。（3）其他方法增加噴氨量增加催化劑更換頻率增加脫硝催化劑層數為滿足NOx排放濃度低于50mg/m3的要求，控制技術路線可選擇：燃用高揮發(fā)分煙煤，采用先進的低氮燃燒技術，NOx產生濃度控制在200 mg/m3以下，選擇SCR脫硝技術，設計3+1層催