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燃煤电厂降低烟气NOX排放浓度的技术分析 摘 要：随着我国工业的不断发展，对煤炭的需求量不断攀升。但是在煤炭燃烧的过程中势必会产生大量的有害烟气，例如氮化物、二氧化硫、粉尘等等。通过研究发现，在燃煤电厂所产生的烟气污染物中，氮化物的排放量达到了总排放量的67%左右，不仅给当地环境造成了严重的污染，还会影响当地居民的身心健康。因此，就需要提对燃煤电厂降低烟气NOX排放浓度的技术。基于此，本文以燃煤电厂NOX的影响因素为切入点，对当前我国燃煤电厂烟气脱硝工艺进行了分析，最后对燃煤电厂降低烟气NOX排放浓度的技术进行了阐述，以期能够实现电厂烟气NOX的超低排放。 关键词：燃煤电厂；NOX；排放浓度 中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0005-02 NOX又称之为氮氧化物，是燃煤行业烟气排放有害物之一。在高温燃烧的环境下，化石燃料与空气充分反映后就会产生氮氧化物。在大多数的燃烧方式下，氮氧化物的主要成分是NO，其比重占到了全部氮氧化物的90%左右。NO作为一种化学性质不活泼的气体，无色、无刺激性气味，在空气中NO将会立刻被氧化成为NO2，NO2是一种带有刺激性臭味，呈棕红色的气体。总之，NOX排放造成的大气污染等问题日益严峻。因此，对我国燃煤电厂NOX排放浓度进行严格的控制迫在眉睫。 1 NOX的影响因素 1.1 煤种的特性 煤种中的氮经过转化形成NOX，也就是说，如果煤种中氮的含量越高，那么转化而来的NOX量也会随之增加，NOX的排放量也就越大[1]。研究显示，随着煤粉中挥发分含量的增加，NOX排放量反而呈降低的态势。不仅如此，NOX的生产量与煤粉挥发分中的元素也有很大的关系：当煤中O/N的比值越大，NOX的排放量随之提高；再加之在煤燃烧的过程中，S元素和N元素存在着此消彼长的关系，如果SO2的排放量比较高的话，那么NOX的排放量就会有所下降。 1.2 温度的影响 温度对NOX的排放量也有一定的影响，主要是与主燃区的氧化还原有较大的关系。但是，温度对于不同类型的NOX的排量影响程度不同，例如对燃料型的NOX的排量影响比较大，但是对热力型NOX的排量影响却较大。在对燃烧不进行控制的情况下，随着温度的不断升高，NOX排量也逐渐增大。但是，如果采取空气分级燃烧技术的话，随着主燃区氧气含量的减少，温度越高，NOX的产生反而会减少，可见，此时升高温度能够推动NOX排放量降低。 1.3 锅炉内过剩的空气系数 锅炉内剩余氧气浓度越大，NOX的生成量也就越多。这是由于氧气过多时，氧化反应的大概增加，并阻碍了还原反应的产生，因此，锅炉内NOX的排放量就随之增加。 2 燃煤电厂烟气脱硝工艺 2.1 SNCR脱硝工艺 燃煤电厂通常选用氨水或是尿素溶液来作为SNCR脱硝工艺的还原剂，锅炉烟气温度850-1100℃的区域是还原剂喷入的最佳区域，氨水蒸发或是尿素溶液热解后都会产生氨，氨与NOX发生还原反应，进而生成N2和H2O，以此来达到脱硝的目的。对于常见锅炉来讲，采用此工艺SNCR的脱硝率可以达到40%左右，如果是循环流化锅炉SNCR的脱硝率可以达到65%以上。 2.2 SNCR/SCR脱硝工艺 SNCR/SCR脱硝工艺的前端脱硝反应与SNCR脱硝工艺相同，还原剂依旧选择氨水或是尿素溶液，还原剂喷入的区域也是锅炉烟气温度为850-1100℃的区域内[2]。首先经过高温脱硝反应后，将未反应的还原剂放置在省煤器和空气预热器之间的催化剂层中，借助催化剂发生中温还原反应，将剩余的NOX脱去。与SNCR脱硝工艺相比，SNCR/SCR脱硝工艺的区别在于还原剂喷入系统并不需要另外设置，还原剂的主要是通过向SNCR段喷入过量的还原剂。SNCR/SCR脱硝工艺的脱硝率可以达到75%左右，而且该系统简单便于操作，建设成本比较低。 2.3 SCR脱硝工艺 SCR脱硝装置有两种：高尘布置和低尘布置，其主要区别就在于SCR反应器的位置。相比而言，低尘布置的方式能够降低催化剂的磨损，提高其利用率，但是如果采用低尘布置的方式，则需要单独再设置一个加热器，确保烟气保持在一定温度范围内，其运行复杂，建设成本较高。当前，燃煤电厂采用的SCR脱硝装置绝大多数都采用的是高尘装置。SCR脱硝工艺所采用的还原剂除氨水、尿素溶液外，还可以选择相对比较经济的液氨[3]。选择液氨作为脱硝还原剂时，利用卸氨压缩机将液氨槽车中的液氨输送到液氨储罐中，借助储罐中的压力将液氨输送到蒸发器中蒸发成为气氨，同时在蒸发器的出口位置设置有压力调节装置，能够将气氨的压力调整到合适范围内并向传缓冲器进行传输，缓冲器的作用是稳定气氨，然后通过管道将稳定后的气氨输送到氨/空气混合器中进行稀释，最后通过喷氨装置喷入到SCR反应器中与NOX进行反应，含有NOX和NH3的混合烟气在催化