低氮氧化物燃燒技術(shù)

1、第三章煤粉爐低第三章煤粉爐低NONOX X燃燒技術(shù)燃燒技術(shù)3-1 概述概述3-2 煤燃燒過程煤燃燒過程NOX生成機(jī)理和降低生成機(jī)理和降低NOX排排 放的理論依據(jù)放的理論依據(jù)3-3 燃煤電廠鍋爐降低燃煤電廠鍋爐降低NOX排放的燃燒技排放的燃燒技術(shù)術(shù)3-4 NOX排放控制技術(shù)改造存在的問題排放控制技術(shù)改造存在的問題 4-9 煙氣脫氮技術(shù)煙氣脫氮技術(shù)3-1 概述概述一、氮氧化物排放現(xiàn)狀及控制一、氮氧化物排放現(xiàn)狀及控制與與SOSOX X排放不同，燃煤鍋爐排放不同，燃煤鍋爐NOX排放水平與煤種、鍋爐和排放水平與煤種、鍋爐和燃燒器形式、爐內(nèi)溫度水平、爐內(nèi)煙氣氣氛等因素有關(guān)。燃燒器形式、爐內(nèi)溫度水平、爐內(nèi)煙

2、氣氣氛等因素有關(guān)。不同燃煤鍋爐的不同燃煤鍋爐的NOX排放水平見下表排放水平見下表表3 火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組氮氧化物最高允許排放濃度單位：mg/m3時段時段第第1時段時段第第2時段時段第第3時段時段實施時間實施時間2005年年1月月1日日2005年年1月月1日日2004年年1月月1日日燃煤鍋爐Vdaf10%15001300110010%Vdaf20%1100650650Vdaf20%450燃油鍋爐650400200燃?xì)廨啓C(jī)組燃油150燃?xì)?0第3時段火力發(fā)電鍋爐須預(yù)留煙氣脫除氮氧化物裝置空間。液態(tài)排渣煤粉爐執(zhí)行Vdaf10的氮氧化物排放濃度限值。 二、氮氧化物排放控制技術(shù)二、氮氧化物排放控制

3、技術(shù)常規(guī)燃煤粉電站鍋爐控制常規(guī)燃煤粉電站鍋爐控制NOX排放的技術(shù)措施大致可排放的技術(shù)措施大致可分為兩大類：分為兩大類：l低氮氧化物排放燃燒技術(shù)。低氮氧化物排放燃燒技術(shù)。包括包括低過量空氣燃燒低過量空氣燃燒、空空氣分級燃燒氣分級燃燒、燃料分級燃燒燃料分級燃燒以及以及煙氣再循環(huán)技術(shù)煙氣再循環(huán)技術(shù)等。等。l尾部煙氣脫氮氧化物技術(shù)。尾部煙氣脫氮氧化物技術(shù)。包括包括選擇性催化還原法選擇性催化還原法（SCR, Selective Catalytic Reduction)、非選擇性催化非選擇性催化還原法還原法(NSCR)、選擇性無催化還原法選擇性無催化還原法(SNCR)、電子電子束輻射煙氣脫硝束輻射煙氣脫硝

4、等。等。本章介紹低氮氧化物排放燃燒技術(shù)，另外，也對煙氣本章介紹低氮氧化物排放燃燒技術(shù)，另外，也對煙氣脫硝技術(shù)作簡單介紹。脫硝技術(shù)作簡單介紹。3-2 NOX生成機(jī)理和降低生成機(jī)理和降低NOX排放理論依據(jù)排放理論依據(jù)一、一、煤燃燒過程煤燃燒過程NOX生成機(jī)理生成機(jī)理(一一) 熱力型熱力型NOX(Thermal- NOX)(二二) 燃料燃料型型 NOX (Fuel- NOX)、燃料型燃料型NOxNOx的生成機(jī)理的生成機(jī)理、燃料型燃料型NOx的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率、影響燃料型影響燃料型NO轉(zhuǎn)化率的煤質(zhì)因素轉(zhuǎn)化率的煤質(zhì)因素 4、 影響燃料型影響燃料型 NOx轉(zhuǎn)化率的運行因素轉(zhuǎn)化率的運行因素( 三三 ) 快速型

5、快速型 NOX (Prompt- NOX)二、二、抑制抑制NOx 生成的理論依據(jù)生成的理論依據(jù)(1) 抑制抑制熱力型熱力型 NO 的基本策略的基本策略(2) 抑制抑制燃料型燃料型NOx的基本策略的基本策略(3)(3)利用二次燃料的燃燒利用二次燃料的燃燒還原還原NONO一、煤燃燒過程一、煤燃燒過程NOX生成機(jī)理生成機(jī)理煤燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要包括煤燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要包括NO、NO2和和N2O三種，前三種，前兩種合成兩種合成NOX。一般煤粉爐燃燒過程中。一般煤粉爐燃燒過程中N2O的生成量很小，可以忽的生成量很小，可以忽略，但流化床燃燒過程中略，但流化床燃燒過程中N2O的生成量很高，

6、不能忽略。在煤粉爐的生成量很高，不能忽略。在煤粉爐產(chǎn)生的產(chǎn)生的NOX中，主要是是中，主要是是NO，而，而 NO2所占份額很少。所占份額很少。在煤的燃燒過程中，同時存在著在煤的燃燒過程中，同時存在著NOX生成的氧化反應(yīng)和被破壞的還生成的氧化反應(yīng)和被破壞的還原反應(yīng)，低氮氧化物燃燒技術(shù)就是在燃燒過程中抑制前者的進(jìn)行原反應(yīng)，低氮氧化物燃燒技術(shù)就是在燃燒過程中抑制前者的進(jìn)行而為后者創(chuàng)造有利條件。這需要知道而為后者創(chuàng)造有利條件。這需要知道NOX的生成機(jī)理。的生成機(jī)理。NOX的生成包括三種不同的類型，即熱力型、燃料型和快速型，后的生成包括三種不同的類型，即熱力型、燃料型和快速型，后面分別介紹。面分別介紹。返

7、回返回（一）熱力型（一）熱力型NOX(Thermal- NOX)在高溫環(huán)境下，由燃燒用空氣中的氮氧化而生成的在高溫環(huán)境下，由燃燒用空氣中的氮氧化而生成的NOX，稱為熱力型，稱為熱力型NOX。N2在空氣中的高溫氧化反應(yīng)在空氣中的高溫氧化反應(yīng)為一組不分支的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（為一組不分支的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（M為不參加反應(yīng)的第三種為不參加反應(yīng)的第三種物質(zhì)原子）：物質(zhì)原子）：在熱力型在熱力型NOX的生成其中，第二步反應(yīng)的活化能較高，的生成其中，第二步反應(yīng)的活化能較高，控制了總的反應(yīng)速度?？刂屏丝偟姆磻?yīng)速度。熱力型熱力型 NOX形成的主要控制因素是溫度形成的主要控制因素是溫度，溫度，溫度對熱對熱力型力型NOX的生成的生成

8、速率速率的影響呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。實際上的影響呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。實際上 , 在在 1350 以下時，熱力以下時，熱力型型NOX的生成的生成量是很少的量是很少的，但隨著，但隨著溫度的升高溫度的升高 ,其生成量迅速增加，當(dāng)溫度達(dá)到其生成量迅速增加，當(dāng)溫度達(dá)到1600時時, 其生成量其生成量可可占爐內(nèi)占爐內(nèi)由由 NOX總量的總量的25%30%。影響熱力型影響熱力型NOx生成的生成的另一個另一個主要因素是主要因素是反應(yīng)環(huán)境中的反應(yīng)環(huán)境中的O2濃度濃度，NOX的的生成速率與生成速率與O2濃度的平方根成正比。濃度的平方根成正比。返回返回( 二二) 燃料燃料型型 NOX (Fuel- NOX)l一般認(rèn)為，燃料型一

9、般認(rèn)為，燃料型NONOX X是燃料中含有的氮化合物在燃燒中發(fā)生熱分是燃料中含有的氮化合物在燃燒中發(fā)生熱分解，并進(jìn)一步被氧化而生成的。它在煤燃燒解，并進(jìn)一步被氧化而生成的。它在煤燃燒NOxNOx產(chǎn)物中占產(chǎn)物中占60608080，是，是NONOX X主要的來源。主要的來源。l由于在煤的燃燒過程中不僅有由于在煤的燃燒過程中不僅有NONOX X生成的氧化過程，也有分解生成的氧化過程，也有分解NONO的的還原過程，因此最終煙氣中還原過程，因此最終煙氣中NONOX X量的多少取決于兩者共同作用的結(jié)量的多少取決于兩者共同作用的結(jié)果。果。l影響燃燒產(chǎn)生影響燃燒產(chǎn)生NONOX X量的因素非常復(fù)雜，主要與量的因素

10、非常復(fù)雜，主要與煤種的特性煤種的特性、煤中氮煤中氮化合物的存在形態(tài)化合物的存在形態(tài)、燃料中氮熱解時在揮發(fā)分和焦炭中分配的比燃料中氮熱解時在揮發(fā)分和焦炭中分配的比例和各自的成分例和各自的成分、燃燒氣氛中的氧濃度燃燒氣氛中的氧濃度、燃燒溫度燃燒溫度等有關(guān)。等有關(guān)。返回返回、燃料型、燃料型NOxNOx的生成機(jī)理的生成機(jī)理l在生成燃料型在生成燃料型NOxNOx過程中，首先是含有氮的有機(jī)化合物過程中，首先是含有氮的有機(jī)化合物熱裂解產(chǎn)生熱裂解產(chǎn)生NHiNHi、HCNHCN和和CNCN等含等含N N的中間產(chǎn)物基團(tuán)，然后的中間產(chǎn)物基團(tuán)，然后在氧氣存在條件下再氧化成在氧氣存在條件下再氧化成NONO 。同時在還原

11、性氣氛中。同時在還原性氣氛中NHiNHi、HCNHCN也會與已經(jīng)生成的也會與已經(jīng)生成的NONO 進(jìn)行還原反應(yīng)。進(jìn)行還原反應(yīng)。l由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個階段組由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型成，故燃料型NOxNOx的形成也由氣相氮化合物（揮發(fā)份氮）的形成也由氣相氮化合物（揮發(fā)份氮）的氧化與還原以及焦炭中剩余穩(wěn)定氮化合物（焦炭氮）的氧化與還原以及焦炭中剩余穩(wěn)定氮化合物（焦炭氮）的氧化和還原兩部分組成。的氧化和還原兩部分組成。煤粒N揮發(fā)分揮發(fā)分N焦炭焦炭NNON2N2（）由揮發(fā)分（）由揮發(fā)分N轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為氮化合物的主要反應(yīng)途徑氮化合物的主要反應(yīng)途徑在煤燃

12、燒初始階段的揮發(fā)產(chǎn)物析出過程中在煤燃燒初始階段的揮發(fā)產(chǎn)物析出過程中 , 大部分的揮發(fā)大部分的揮發(fā)分氮分氮( 氣相氮化合物氣相氮化合物 ) 隨煤中其他揮發(fā)產(chǎn)物一起釋放出來隨煤中其他揮發(fā)產(chǎn)物一起釋放出來 , 首先形成中間產(chǎn)物首先形成中間產(chǎn)物，NHi (i=1,2,3)、CH 以及以及HCN（氰氰）, 其中主要是其中主要是NH3和和 HCN 。在氧氣存在的條件下在氧氣存在的條件下 , 含氮的中間產(chǎn)物會進(jìn)一步氧化而生含氮的中間產(chǎn)物會進(jìn)一步氧化而生成成 NO；在還原性氣氛中在還原性氣氛中 , 則則HCN會生成多種會生成多種胺胺(NHi) 。胺在氧化胺在氧化氣氛中既會進(jìn)一步氧化成氣氛中既會進(jìn)一步氧化成NO

13、, 又能與已經(jīng)生成的又能與已經(jīng)生成的NO進(jìn)行進(jìn)行還原反應(yīng)。還原反應(yīng)。焦炭燃燒時焦炭燃燒時, ,在焦炭表面生成在焦炭表面生成 NO NO 的反應(yīng)和的反應(yīng)和 NO NO 被還原的被還原的反應(yīng)均屬于異相反應(yīng)反應(yīng)均屬于異相反應(yīng), , 其反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜且尚不完全清其反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜且尚不完全清楚。一般認(rèn)為存在以下反應(yīng)過程。楚。一般認(rèn)為存在以下反應(yīng)過程。 （）由焦炭（）由焦炭N轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為氮化合物的主要反應(yīng)途徑氮化合物的主要反應(yīng)途徑l在煤粉燃燒的一般環(huán)境下，揮發(fā)分氮生成的燃料型在煤粉燃燒的一般環(huán)境下，揮發(fā)分氮生成的燃料型NONO占總量的占總量的60-70%，而焦炭氮生成的，而焦炭氮生成的NONO占總量的

14、占總量的30-40%返回返回、燃料型、燃料型NOx的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率l 由于燃燒過程存在著由于燃燒過程存在著NO的還原反應(yīng)，因此并不是燃料中所有的氮最的還原反應(yīng)，因此并不是燃料中所有的氮最終會全部轉(zhuǎn)化為終會全部轉(zhuǎn)化為NO。l 燃燒過程中最終生成的燃燒過程中最終生成的NO濃度和燃料中氮全部轉(zhuǎn)化成濃度和燃料中氮全部轉(zhuǎn)化成NO時的濃度比時的濃度比為燃料型為燃料型NOx的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率CR最終生成的最終生成的NO濃度燃料濃度燃料N全部轉(zhuǎn)化成全部轉(zhuǎn)化成NO的濃度的濃度l 試驗研究表明，影響試驗研究表明，影響CR的主要因素是煤種特性以及爐內(nèi)的燃燒條件。的主要因素是煤種特性以及爐內(nèi)的燃燒條件。返回返回(1)

15、燃料中氮的含量燃料中氮的含量燃料中氮的含量增高時燃料中氮的含量增高時 , 燃燃料型料型 NO的轉(zhuǎn)化率呈降低的趨勢的轉(zhuǎn)化率呈降低的趨勢 。但并不等于燃料氮越高但并不等于燃料氮越高 , 煙氣中煙氣中生成的生成的 NO 濃度也越低濃度也越低 , 通常情通常情況下況下 , 燃料氮含量越高燃料氮含量越高 , 所生成所生成的燃料型的燃料型 NO 量也較高。量也較高。、影響燃料型影響燃料型NO轉(zhuǎn)化率的煤質(zhì)因素轉(zhuǎn)化率的煤質(zhì)因素(2) 固定碳與揮發(fā)分的含量之比固定碳與揮發(fā)分的含量之比在在一定一定的的過量空氣系數(shù)下過量空氣系數(shù)下 , 煤中固定碳與揮發(fā)分的含量比例越高，煤中固定碳與揮發(fā)分的含量比例越高， NO的轉(zhuǎn)化

16、率越低。的轉(zhuǎn)化率越低。 （只有在只有在1的情況下成立的情況下成立）(3) 煤的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分揮發(fā)分對揮發(fā)分對NO轉(zhuǎn)化率的影響與過量空氣系數(shù)的大小有關(guān)。在轉(zhuǎn)化率的影響與過量空氣系數(shù)的大小有關(guān)。在1的氧的氧化氣氛中化氣氛中 , 煤的揮發(fā)分越多煤的揮發(fā)分越多 , 燃料型燃料型 NO的轉(zhuǎn)化率越高。的轉(zhuǎn)化率越高。在在1還原性氣氛中還原性氣氛中, 高揮發(fā)分煤種的燃料型高揮發(fā)分煤種的燃料型NO的轉(zhuǎn)化率反而降低。的轉(zhuǎn)化率反而降低。對高揮發(fā)分煤，在煤迅速著火后對高揮發(fā)分煤，在煤迅速著火后 , 使局部的氧量更進(jìn)一步的降低使局部的氧量更進(jìn)一步的降低 , 從而抑從而抑制了燃料氮向制了燃料氮向 NO 的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化 ,

17、 因此因此 , 煤中的揮發(fā)分含量越高煤中的揮發(fā)分含量越高 , 其生成的其生成的 NO的濃度越低。的濃度越低。并且并且揮發(fā)分揮發(fā)分氮裂解產(chǎn)生的氮裂解產(chǎn)生的HCN 和和NH3均較均較多，還原多，還原 NO能能力較強(qiáng)。力較強(qiáng)。在在1還原性氣氛中，對低揮發(fā)分煤還原性氣氛中，對低揮發(fā)分煤 , 其其 HCN 和和NH3均較少均較少 , 已經(jīng)生已經(jīng)生成的成的 NO即使在還原氣氛中也不容易被還原即使在還原氣氛中也不容易被還原 , 這也是控制燃燒無煙煤這也是控制燃燒無煙煤鍋爐鍋爐的的NO排放要比煙排放要比煙 煤煤難的難的一個重要原因一個重要原因。返回返回4、影響燃料型、影響燃料型 NOx轉(zhuǎn)化率的運行因素轉(zhuǎn)化率的

18、運行因素(1) 過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)越高過量空氣系數(shù)越高 , 煙氣中氧含量越高煙氣中氧含量越高 , 燃料型燃料型 NO 的生的生成濃度和轉(zhuǎn)化率也越高成濃度和轉(zhuǎn)化率也越高。有研究表有研究表明，燃料型明，燃料型NO的生成速率與燃燒區(qū)氧氣濃度的的生成速率與燃燒區(qū)氧氣濃度的平方成正比。因此平方成正比。因此 , 控制燃料型控制燃料型 NO的轉(zhuǎn)化率和生成量的的轉(zhuǎn)化率和生成量的主要技術(shù)措施是降低過量空氣系數(shù)主要技術(shù)措施是降低過量空氣系數(shù) , 在在 NO 的生成區(qū)域采的生成區(qū)域采用富燃料用富燃料燃燒燃燒方式是十分有效且比較方便的減排方式是十分有效且比較方便的減排 NO的技的技術(shù)措施。術(shù)措施。但

19、過量空氣系數(shù)太低會影響鍋爐的燃燒效率。但過量空氣系數(shù)太低會影響鍋爐的燃燒效率。(2) 溫度的影響溫度的影響一般認(rèn)為一般認(rèn)為：燃料型：燃料型NO主要生成在揮發(fā)分的析出和燃燒階段，因此主要生成在揮發(fā)分的析出和燃燒階段，因此，燃料，燃料中的氣態(tài)含氮化合物中的氣態(tài)含氮化合物在達(dá)到熱解溫度時在達(dá)到熱解溫度時開始開始分解分解 , 并最終生成并最終生成 N0 x。此時，此時，爐內(nèi)爐內(nèi)N0 x濃度達(dá)到最高；濃度達(dá)到最高；當(dāng)煤粉顆粒當(dāng)煤粉顆粒溫度繼續(xù)上升時，在焦炭表面上溫度繼續(xù)上升時，在焦炭表面上NO的還原反應(yīng)使部分已經(jīng)生的還原反應(yīng)使部分已經(jīng)生成的成的NO還原成還原成N2，因而在一定溫度范圍內(nèi)，因而在一定溫度范

20、圍內(nèi)，燃料型，燃料型NO的生成速率與還的生成速率與還原速率接近平衡原速率接近平衡，使，使 NO 的生成量變化不的生成量變化不 大；大；當(dāng)當(dāng)煤粉顆粒煤粉顆粒溫度再進(jìn)一步升高時溫度再進(jìn)一步升高時， NO的還原反應(yīng)速率大于的還原反應(yīng)速率大于NO 的生成速的生成速率率，使，使燃料型燃料型NO的生成量有所降低。但溫度升高時的生成量有所降低。但溫度升高時 , 熱力型熱力型NOx的生成的生成量也在急劇增加。量也在急劇增加。由于燃料型由于燃料型NOx的反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜 , 且可靠的實驗數(shù)據(jù)還十分有限，目且可靠的實驗數(shù)據(jù)還十分有限，目前還很難確切地說明溫度對燃料前還很難確切地說明溫度對燃料型型

21、 NOx生成量的綜合影響規(guī)律。生成量的綜合影響規(guī)律。返回返回( 三三 ) 快速型快速型 NOX (Prompt- NOX)l快速型快速型 NOX的生成機(jī)理目前尚有爭議，一般認(rèn)為的生成機(jī)理目前尚有爭議，一般認(rèn)為是通是通過過碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锶剂袭a(chǎn)生燃料產(chǎn)生 CH 原子團(tuán)撞擊原子團(tuán)撞擊 N2 分子分子 , 生成生成 CN 類化合物類化合物 , 再進(jìn)一步氧化成再進(jìn)一步氧化成 NO 。這個反應(yīng)進(jìn)行得這個反應(yīng)進(jìn)行得很快很快 , 所以稱之為快速型所以稱之為快速型 NOXl以下反應(yīng)式是控制快速型以下反應(yīng)式是控制快速型 NOX 生成速率的重要反應(yīng)生成速率的重要反應(yīng)：CH+N2 HCN+Nl快速型快速型 NO

22、X的生成對溫度的依賴程度很弱。與熱力型的生成對溫度的依賴程度很弱。與熱力型 NOX 和燃料型和燃料型 NOX生成量相比生成量相比 , 它的生成量要少得多它的生成量要少得多 , 在分析計算中一般可以不計人在分析計算中一般可以不計人 , 僅在燃用不含氮的碳?xì)鋬H在燃用不含氮的碳?xì)淙剂蠒r才予以考慮。燃料時才予以考慮。返回返回（1）抑制）抑制熱力型熱力型 NO 的基本策略的基本策略熱力型熱力型 NO 生成的影響因素生成的影響因素比較明確：比較明確：降低火焰峰值溫度降低火焰峰值溫度，降降低燃料低燃料在最高溫度區(qū)域的停留時間在最高溫度區(qū)域的停留時間，降低最高溫度區(qū)域的局部降低最高溫度區(qū)域的局部氧氧濃度濃度，

23、是抑制熱力型是抑制熱力型 NO 生成的基本策略。生成的基本策略。大型電站煤粉燃燒鍋爐，爐膛內(nèi)火焰中心的峰值溫度接近或超大型電站煤粉燃燒鍋爐，爐膛內(nèi)火焰中心的峰值溫度接近或超過過 1600，熱力型，熱力型 NO占到占到 25%-30% 的份額，因此，降低火的份額，因此，降低火焰的峰值溫度和燃料在高溫火焰區(qū)內(nèi)的停焰的峰值溫度和燃料在高溫火焰區(qū)內(nèi)的停留時間對抑制留時間對抑制熱力型熱力型 NO 的生成總是十分有效的。的生成總是十分有效的。另外，另外，降低在高溫火焰局部的氧濃度也是有利的。降低在高溫火焰局部的氧濃度也是有利的。二、抑制二、抑制 NOx 生成的理論依據(jù)生成的理論依據(jù)返回返回（2）抑制）抑制

24、燃料型燃料型NOx的基本策略的基本策略為了減少燃料型為了減少燃料型 NO的排放量的排放量 , 不僅要盡可能地不僅要盡可能地抑制其生成抑制其生成, 還要創(chuàng)造還要創(chuàng)造有利于有利于NO還原的條件還原的條件, 以促使已經(jīng)生成的以促使已經(jīng)生成的NO發(fā)生還原反發(fā)生還原反應(yīng)。應(yīng)。在煤粉燃燒在煤粉燃燒的高溫條件下的高溫條件下 , 燃料氮中的燃料氮中的 70%90% 會轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮會轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮, 而在而在1的件下的件下, 如果可以保證一定的停留時間，由揮發(fā)分氮生成的如果可以保證一定的停留時間，由揮發(fā)分氮生成的NO量會大大減量會大大減少，而生成分子少，而生成分子氮。對采用大型燃燒器的大容量煤粉氮。對采用大型

25、燃燒器的大容量煤粉鍋爐，是比較容易實現(xiàn)富燃料鍋爐，是比較容易實現(xiàn)富燃料燃燒和較長燃燒和較長停停留時間的留時間的。在。在煤燃燒過程煤燃燒過程中的一定階段中的一定階段 , 創(chuàng)造富燃料區(qū)創(chuàng)造富燃料區(qū)， 降低局部氧濃度，不僅對抑制降低局部氧濃度，不僅對抑制揮發(fā)分揮發(fā)分氮氮生成的生成的NO，而且對降低熱力型，而且對降低熱力型 NO也是有效的。也是有效的。在在1%2%) 與與 CO 的的濃度濃度 ( 維持維持 CO02 % ), 以避免水冷壁管金屬發(fā)生腐蝕。以避免水冷壁管金屬發(fā)生腐蝕。返回返回4-9 煙氣脫氮技術(shù)煙氣脫氮技術(shù)l各種低各種低NOxNOx燃燒技術(shù)能較經(jīng)濟(jì)地降低燃煤鍋爐排放值，但一燃燒技術(shù)能較經(jīng)

26、濟(jì)地降低燃煤鍋爐排放值，但一般只降低排放般只降低排放50%50%左右。據(jù)環(huán)保法對排放的要求，應(yīng)低于左右。據(jù)環(huán)保法對排放的要求，應(yīng)低于40%40%方可，故應(yīng)考慮燃燒后的煙氣脫硝處理技術(shù)。方可，故應(yīng)考慮燃燒后的煙氣脫硝處理技術(shù)。l煙氣脫硝處理技術(shù)包括煙氣脫硝處理技術(shù)包括干法干法和和濕法濕法兩大類，已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)兩大類，已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用的主要是干法煙氣脫硝技術(shù)。應(yīng)用的主要是干法煙氣脫硝技術(shù)。l干法煙氣脫硝技術(shù)又分為干法煙氣脫硝技術(shù)又分為選擇性催化還原法選擇性催化還原法（SCRSCR） 、非非選擇性催化還原法選擇性催化還原法（NSCRNSCR） 、選擇性無催化還原法選擇性無催化還原法（SNCRSNCR）

27、 、電子束照射法電子束照射法、活性炭法活性炭法等。其中最主要的是等。其中最主要的是選擇性催化還原法。選擇性催化還原法。l用氨作為還原劑用氨作為還原劑, , 在催化劑存在的在催化劑存在的條件條件下下, , 將煙氣中將煙氣中的的N0N0還原成還原成N N2 2, ,脫氮率可達(dá)脫氮率可達(dá)90%90%以上以上。l根據(jù)所采用的催化劑不同根據(jù)所采用的催化劑不同, , 其適宜的反應(yīng)溫度范圍也其適宜的反應(yīng)溫度范圍也不同不同, ,一般為一般為300-340300-340。l由于所采用的還原劑氨一般只與煙氣中的由于所采用的還原劑氨一般只與煙氣中的NONOX X發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng), , 而不與煙氣中的氧發(fā)生反應(yīng)而不與

28、煙氣中的氧發(fā)生反應(yīng), , 所以所以 將這類有選擇性的將這類有選擇性的化學(xué)反應(yīng)稱為選擇性催化還原法。化學(xué)反應(yīng)稱為選擇性催化還原法。 l用用CH4、CO、H2 等作為還原劑等作為還原劑 , 在煙溫在煙溫 550800范范圍內(nèi)及催化劑的作用下圍內(nèi)及催化劑的作用下,將將NOx還原成還原成 N2。但是這類還但是這類還原劑除了與煙氣中的原劑除了與煙氣中的 NOx反應(yīng)以外反應(yīng)以外 , 還與煙氣中的殘還與煙氣中的殘余氧反應(yīng)余氧反應(yīng) , 生成水或二氧化碳生成水或二氧化碳 , 因此因此 , 還原劑的消耗量還原劑的消耗量比選擇性催化還原法高出比選擇性催化還原法高出 45 倍。倍。l另另 外外 , 該反應(yīng)要放出熱量使

29、煙氣溫度上升。該反應(yīng)要放出熱量使煙氣溫度上升。l在不采用催化劑的條件下在不采用催化劑的條件下 , 將氨作為還原劑的還原反應(yīng)只能將氨作為還原劑的還原反應(yīng)只能在在 9501100這一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行這一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行 , 因此需將氨氣噴射注入因此需將氨氣噴射注入爐膛出口區(qū)域相應(yīng)溫度范圍內(nèi)的煙氣中爐膛出口區(qū)域相應(yīng)溫度范圍內(nèi)的煙氣中, 將將NOx還原為還原為N2和和 H2O 。也稱為高溫?zé)o催化還原法或稱為爐膛噴氨脫氮法。也稱為高溫?zé)o催化還原法或稱為爐膛噴氨脫氮法。l這類脫氮方法的脫氮效率為這類脫氮方法的脫氮效率為 40% 60%, 而且對反應(yīng)所處的而且對反應(yīng)所處的溫度范圍很敏感溫度范圍很敏感。l該法的主

30、要特點是無需采用催化反應(yīng)器該法的主要特點是無需采用催化反應(yīng)器, , 系統(tǒng)簡單。系統(tǒng)簡單。 l目前，已在火電廠采用的主流煙氣脫硝工藝是目前，已在火電廠采用的主流煙氣脫硝工藝是SCR。該。該法盡管系統(tǒng)復(fù)雜、運行成本較高并且會增加系統(tǒng)阻力，法盡管系統(tǒng)復(fù)雜、運行成本較高并且會增加系統(tǒng)阻力，但是脫氮效率高、無廢水和其它有害副產(chǎn)品產(chǎn)生。下面但是脫氮效率高、無廢水和其它有害副產(chǎn)品產(chǎn)生。下面對對SCR脫硝系統(tǒng)做一個簡單介紹。脫硝系統(tǒng)做一個簡單介紹。脫硝反應(yīng)脫硝反應(yīng)l煙氣煙氣SCRSCR脫硝法采用催化劑促進(jìn)氨與還原反應(yīng)。若使用脫硝法采用催化劑促進(jìn)氨與還原反應(yīng)。若使用鈦和鐵氧化物類催化劑，其反應(yīng)溫度為鈦和鐵氧化物

31、類催化劑，其反應(yīng)溫度為300300o oC C至至400400o oC C，當(dāng)采用活性焦炭時，其反應(yīng)溫度為當(dāng)采用活性焦炭時，其反應(yīng)溫度為100100o oC C至至150150o oC C。l根據(jù)反應(yīng)器在鍋爐尾部煙道的位置根據(jù)反應(yīng)器在鍋爐尾部煙道的位置, ,有三種方案有三種方案: :(1) (1) 在空氣預(yù)熱器前在空氣預(yù)熱器前350350o oC C位置位置. .(2) (2) 布置在布置在FGD(FGD(濕法煙氣脫硫裝置濕法煙氣脫硫裝置) )之后之后SCR反應(yīng)器反應(yīng)器 置于空氣預(yù)熱器前置于空氣預(yù)熱器前鍋爐靜電除塵器SCR反應(yīng)器空氣預(yù)熱器NH3儲罐蒸發(fā)器去濕法煙氣脫硫系統(tǒng)NH3空氣NH3NH3+空氣此時煙氣溫度處在此時煙氣溫度處在300300到到500500o oC C之間之間, ,適用于多數(shù)適用于多數(shù)催化劑的催化劑的催化還原反應(yīng)。但催化還原反應(yīng)。但煙氣中含有飛灰、二氧化硫等煙氣中含有飛灰、二氧化硫等, ,故反應(yīng)故反應(yīng)器在器在“不干凈不干凈”的高塵煙氣中，還原劑壽命受影響的高塵煙氣中，還原劑壽命受影響: :l煙氣飛灰中煙氣飛灰中Na,K,Ca,SiNa,K,Ca,Si,As,As會使會使催化劑催化劑中毒或污染中毒或污染. .l飛灰對飛灰對催化劑