热电系统之SCR与FGD经济模块之分析.pdf

热电系统之SCR与FGD经济模块之分析 张育诚1、吴国光1、蔡幸芬2 工业技术研究院能源与环境研究所 工业节能技术组 热能应用研究室 新能源技术组储氢与生物能源技术研究室 E-mail：y．C．chang@itri．org．tw 摘 要：近年来，空气污染防治的对象已经从硫氧化物排放量的管制措施，延伸至氮 氧化物的排放量管制措施。因此，氮氧化物的排放控制技术亦逐渐受到重视。锅炉内部 控制技术与后燃烧阶段控制技术，为两种目前使用于降低氮氧化物排放量的技术。低氮 氧化物燃烧器等，属于锅炉内部控制技术。SCR与SNCR则是两种主要用来控制后燃烧 阶段氮氧化物排放量的技术。SCR在各方面的性能表现，如氮氧化物去除效率、操作温 度等，均优于SNCR，亦为本文撂讨分析的对象。FGD去除硫氧化物的产物，如：MgSO。， 亦可重复再利用，衍生其经济价值。 关键词：选择性还原触媒法、排烟脱硫、热电模块 研究员1 副研究员2 一、前言 化石燃料经过燃烧过后的产物，主要包括：硫氧化物(SO，)、氮氧化物(NO。)、一氧化 碳(C0)、飞灰(Flyash)和底灰(Bottomash)等，其中，硫氧化物与氮氧化物排放为空气污 染的主要来源。在过去几年，相关法规规定与政策的落实执行均集中于硫氧化物的排 放。而有效除硫方式，主要透过排烟脱硫(Fluegas 低硫煤碳，均获得相当显著的硫氧化物排放量管制。 近几年来，氮氧化物对于环境的影响，像是近地臭氧浓度的改变和酸雨的议题等，使 得许多的国家或地区纷纷通过一系列相关的法规制定，管制并限制氮氧化物的排放量 [1]。对于电厂、工业用锅炉或是汽电锅炉而言，降低氮氧化物排放量的方式可分为锅炉 ．．—— 630．．—— recircula- 烧器(LowNO。burner)、阶段燃烧(Stagedcombustion)、烟气回流(Fluegas tion)、再燃烧(Reburning)和蒸汽／水注入(Steam／Waterinjection)，以上各种技术皆属于 锅炉内部控制技术。根据MakansiE2]的研究显示，藉由锅炉内部控制技术修正燃烧行为 的方式，约可以降低氮氧化物排放量50％左右。 选择性触媒还原法(SCR)和选择性非触媒还原法(SNCR)为后燃烧阶段控制技术常 用的方法，两者的运作方式是将燃烧过后的氮氧化物转化成氮气和水蒸汽。这两种控制 技术在1970年代首次日本所采用，继而推广至美国和欧洲地区。如表1所示，为选择性 触媒还原法及选择性非触媒还原法两种方法之效益比较[3]。由表1的比较显示，除了 设备成本之外，SCR均拥有高于SNCR的性能表，包括高氮氧化物去除效率、低操作温度 SNCR之两倍。 裹1 SCR和Sly8的效益比较[3] SCR SNCR NOx去除效率(％) 70一90 30一80 操作温度(℃) 200——500 800—1100 NH3／NOx莫耳比 O．4—1．O O．8—2．5 NH3 5 5—20 Slip(ppm) 设备成本 高 ． 低 操作成本 适中 适中 着眼于此，本研究所发展之热电经济模块亦纳入SCR和FGD的效率计算与经济效 益评估，探讨这两者之计算效率于实厂热电经济模块的应用与效益，进而进行热电经济 实时效率数据模块建模。 二、选择性触媒还原法经济计算 选择性触媒还原法主要是透用触媒