文档介绍：几种脱硝方式的应用及特点
【摘要】:目前,适用于燃煤电站锅炉的成熟的氮氧化物控制技术主要有低氮燃烧技术(LNB)、选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)、选择性催化还原脱硝技术(SCR)等,这些技术可单独使用,也可组合使用。几种脱硝方式在适用范围、工艺简洁性、技术难易、减排效率、占地空间、投资和运行费用、潜在的二次污染等差异较大,各有特点。
【关键词】:氮氧化物;LNB;SNCR;SCR;脱硝技术。
中图分类号:B819文献标识码: A
1 前言
随着我国最新的《火电厂大气控制排放标准》和《大气污染防治法》的颁布实施,国内对NOx 排放控制将日趋严格,在京津冀、长三角和珠三角地区,新建火电厂必须同步建设脱硝装置,2015年年底前,现役机组全部完成脱硝改造。北京《大气污染物排放标准》(DB11/139-2007)要求行氮氧化物排放浓度不高100mg/Nm3。因此,国内的火电机组已经或正在综合自身条件和各种脱硝方式的特点量身定做合适的脱硝工程,最终达到排放要求。
2 几种脱硝技术的应用现状
燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组成[1],其中NO含量超过90%,NO2约占5~10%,N2O只有1%左右。利用煤粉燃烧过程产生的氮基中间产物或者往烟道中喷射氨气,在合适的温度、气氛或催化剂条件下将NOx还原,这是燃煤锅炉控制NOx排放的主要机理。由此衍生出炉内低NOx燃烧(简称LNB)、炉膛喷射还原剂的选择性非催化还原烟气脱硝(简称SNCR)和炉后烟道喷射还原剂的选择性催化还原烟气脱硝(简称SCR)等三类技术,这些技术成熟可靠,可单独或组合使用。
图2-1NOx生成与控制途径示意图
到2010年[2],国内有17家电厂40多台老机组进行了LNB改造,烟煤锅炉的NOx排放浓度达到300~350mg/Nm3,贫煤锅炉达到400~450mg/Nm3;有14台机组实施了SNCR技术,脱硝效率约30~40%,配合LNB技术,可使烟煤机组NOx排放达到200mg/Nm3;建成的、在建的和签订合同拟建的SCR装置总计约有400多台(含30台老机组的SCR改造),脱硝效率约60~90%,NOx排放浓度最低约50mg/Nm3。整体上,国内针对燃煤锅炉具备了NOx控制技术的设计能力和工程实施能力,且拥有了一定的运行经验。
3 低NOx燃烧技术
低氮燃烧是国内外燃煤锅炉控制NOx排放的优先选用技术。墙式锅炉燃烧器之间的独立性相对较强,随着炉内空气分级燃烧、燃烧器本体的空气分级和煤粉浓缩分离技术的日臻完善,墙式锅炉燃烧过程中的NOx控制技术日趋成熟。
墙式旋流燃烧器可以控制燃烧过程中的NOx到比较低的水平,现代低氮燃烧技术通常采用深度空气分级燃烧,。深度空气分级不可避免地会影响煤粉的早期燃烧,为提高碳颗粒的后期燃烧和减少CO排放,通常配套采用先进的燃尽风喷嘴,使燃尽风射流兼具强的射流刚性与宽的覆盖广度,强化分级风与来自燃烧器区域的烟气混合。
表3-1 低氮墙式燃烧器应用案例
项目容量MW 入口NOx浓度mg/Nm3 出口NOx浓度mg/Nm3 应用产品名称
利港一期 350 1300 350~400 美国Opti-Flow型低氮燃烧器+OFA+侧翼风+煤粉平衡阀