燃煤锅炉氮氧化物控制技术综合分析.docx

A Sur vey on Technologies for Reduction of Oxidesof Nitr ogen Fr om Coal Fir ed Boiler s郭鲁阳 1，崔欣 1，刘志超 1，许华波 2，王民 2（1. 山东电力研究院，山东 济南 250002；2. 山东黄台火力发电厂，山东 济南 250100)摘要：对降低燃煤锅炉氮氧化物排放的各种控制技术进行了综合分析。介绍了每种常规的控制技术的特点及其影响因素。指出燃烧调整是控制 NOX 排放的第一步工作，综合利用各种控制技术可以有效提高脱硝效率。 关键词：锅炉；氮氧化物；控制；环境保护中图分类号：TK16文献标识码：B文章编号：1007－9904（2005）04－0003－05850～1150 mg/m3。其中尤以燃用低挥发份煤的大型锅炉机组情况严重，排放量普遍超标。 山东是经济大省，电力建设超前发展，其环保问题也更为突出。山东电网几乎全部是火力发电，每年发电用煤量可达 5000 万吨。根据普查结果，山 东省火力发电厂 50MW 及以上容量机组 2003 年 的 NOx 排放总量将超过 40 万吨（按 NO2 计算）。控 制和治理 NOx 排放是刻不容缓的重要工作。本文就目前国内外普遍采用的氮氧化物控制 技术进行综合分析比较，以期对我省燃煤锅炉氮 氧化物控制技术的发展提供参考。前言我国是一个以煤为主要能源的发展中国家，每 年直接用于燃烧的煤达 12 亿吨以上。随着我国经济 的迅速发展，大气环境的氮氧化物（NOX）污染问题 日益突出，正成为制约经济发展的又一个重要环境 因素。众所周知，电站燃煤锅炉是大气 NOX 污染源 之一。资料表明，我国火力发电机组近十几年来 NOx 排放总量呈逐年递增趋势（见表 0- 1），控制 NOX 已 成为当前我国火电机组的当务之急。表 0- 1 我国火力发电机组十年 NOx 排放总量的变化0年度1991199319952000常用氮氧化物控制技术的分类常规氮氧化物控制技术根据其作用1NOX 排放总量（万吨）190230265360为此，中国国家环保总局 2003 年 12 月 23 日发布的《火电厂大气污染排放标准》（GB13223- 2003）中 对火电厂氮氧化物排放做了明确的规定，见表 0- 2。据调查，我国燃煤电站锅炉 NOx 的排放范围为：固态排渣煤粉炉约 600～1200 mg/m3，液态排渣煤炉约位置的不同，可分为燃烧中控制技术和燃烧后控制技术两大类。 燃烧中控制技术主要通过调整和改进燃烧状况来达到降低 NOx 排放的目的。其主要控制手段 包括：（1）降低火焰中心的温度；（2）在高温燃烧区表 0- 2火电厂大气污染排放标准（NOX 部分摘录）时段第 1 时段第 2 时段第 3 时段实施时间2005 年 1 月 1 日1500mg/m32005 年 1 月 1 日1300 mg/m32004 年 1 月 1 日1100 mg/m3650 mg/m3450 mg/m3200 mg/m3150 mg/m380 mg/m3Vdaf10%10%≤Vdaf ≤20% Vdaf 20%燃煤锅炉NOX 排放限制1100 mg/m3650 mg/m3燃油锅炉 NOX 排放限制燃气轮机组NOX 排放限制650 mg/m3400 mg/m3燃油燃气山东电力技术2005 年第 4 期（总第144 期）SHANDONGDIANLI JISHU域形成燃料过剩工况；（3）减少烟气在氧化环境中的停留时间。一般来讲，燃烧中控制技术会对锅炉的燃 烧效率及 CO 排放产生一定的影响。但该技术由于投资较少，且效果较为明显，因此受到国内电力企业的普遍关注。燃烧后控制技术主要是采用反应剂 （如尿素、 氨气等）与燃烧中产生的 NOx 反应生成氮气和水， 反应通常发生在燃烧后期或尾部烟道中。燃烧后控 制技术一般可达到较高的脱硝效率，但投资也相对 较高，特别是当采用催化剂促进还原反应时，初投 资及运行费用都大幅度增加。目前国外普遍采用的方法是同时利用多种 NOx 控制技术，包括燃烧中和燃烧后控制技术，来 提高总的降 NOx 效率并节省投资。烧过程。在燃料稀薄区，由于燃烧温度降低，NOx 生成也将减少。采用空气分级原理的低 NOx 燃烧器 可以降低 NOx 排放 30%－40％。目前山东电网有大量机组已采用了低 NOx 燃烧器，例如黄台发电厂 1025t/h 锅炉，日本三菱公司 制造，采用上下浓淡 PM 燃烧器和上部过燃风；邹县、华能德州、日照发电厂的 600MW、660MW、350MW 机组的锅炉是分级送风 （双调风）低 NOx 旋流燃烧器。部分 125MW 机组和较低容量发电机 组的锅炉也普遍进行燃烧器改进，主要是各类浓淡燃烧器，也对降低 NOx 排放量起到