电站锅炉脱硝技术介绍.

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1、燃煤电站锅炉脱硝技术介绍燃煤电站锅炉脱硝技术介绍 西安热工研究院有限公司 二一一年六月 主要讲述内容 1、NOx排放标标准与排放现现状 2、脱硝技术术路线线介绍绍 3、SCR烟气脱硝工艺艺及设备设备 4、投资资及运行成本案例介绍绍 1 1、NOxNOx排放排放标标标标准与排放准与排放现现现现状状 1.1 NOx排放标标准 1.2 NOx生成机理 1.3 NOx排放现现状 1.4 NOx红红外测试测试 方法 据统计统计 ，2007年火电电厂排放的NOx总总量已增至840万吨，约约占 全国NOx排放总总量的3540%。在普遍安装高效率脱硫装置后， 电电站锅锅炉排放的NOx已成为为主要的大气污污染固

2、定排放源之一。 污污染排放费费已成为补偿为补偿 治理成本的重要手段，现现行排污费污费 征 收标标准管理办办法执执行NOx收费费政策按0.60元/污污染当量收费费。 环办环办 函【2009】247号、国办发办发 【2010】33号文，“三区六群” 现现役机组组十二五完成脱硝改造。 十一届人大四次会议议将氮氧化物和氨氮列入约约束性指标标，十二 五期间间削减10%。 1.11.1、NOxNOx排放排放标标标标准准 NOx排放标标准 NOx排放目前执执行的标标准（GB13223-2003）： 1.11.1、NOxNOx排放排放标标标标准准 NOx排放标标准 1.11.1、NOxNOx排放排放标标标标准

3、准 NOx排放标标准 国家及地方NOx排放标标准： 新版火电电厂大气污污染物排放标标准（二次征求意见见稿）： 1.11.1、NOxNOx排放排放标标标标准准 新版火电电厂大气污污染物排放标标准 燃煤锅锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组组成，其中 NO含量超过过90%，NO2约约占510%，N2O只有1%左右。 燃料型NOx：燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成，一 般情况下，燃料型NOx的主要来源是挥发挥发 份N。在氧化性环环境 中生成的NOx遇到还还原性气氛时时，会还还原成N2，因此，锅锅炉燃 烧烧最初形成的NOx，并不等于其排放浓浓度，而随着燃烧烧条件的 改变变，生成的NO

4、x可能被还还原，或称被破坏。 热热力型NOx：助燃空气中的N2在燃烧烧后期1300以上的温度下 被氧化而成，温度在13001500时时，NO的浓浓度大约为约为 500 1000ppm，而且随着温度的升高，NOx的生成速度按指数规规律 增加。因此，温度对热对热 力型NOx的生成具有决定作用。 1.21.2、NOxNOx生成机理生成机理 NOx的生成机理 快速型NOx：快速型NOx主要产产生于碳氢氢化合物含量较较高、氧 浓浓度较较低的富燃料区，多发发生在内燃机的燃烧过烧过 程。而在燃煤 锅锅炉中，其生成量很小。 NOx生成与控制途径示意图图: 1.21.2、NOxNOx生成机理生成机理 NOx的生

5、成机理 煤种对对NOx的排放浓浓度影响最大，这这是由煤的燃烧烧特性及其相 适应应的燃烧设备烧设备 造成。 对对于燃用以无烟煤的W火焰炉，由于燃烧烧温度高，其NOx排放 浓浓度最高，一般为为11001800mg/Nm3左右； 燃用贫贫煤的锅锅炉，NOx排放浓浓度大多介于8001l00mg/Nm3之间间 ; 燃用烟煤的锅锅炉，NOx的排放浓浓度在400800mg/Nm3左右； 燃用褐煤的锅锅炉，NOx的排放浓浓度比较较低； 在所有炉型中，循环环流化床锅锅炉的NOx排放浓浓度最低，一般在 200mg/Nm3以下。 NOx排放还还与燃烧烧器形式（旋流燃烧烧器比直流燃烧烧器低）、锅锅 炉负负荷、过过剩空

6、气系数、配风风方式等有关。 1.31.3、NOxNOx排放排放现现现现状状 NOx的排放现现状 某省不同锅锅炉的NOx排放情况： 1.31.3、NOxNOx排放排放现现现现状状 NOx的排放现现状 在测试测试 断面上采用网格法测试测试 ，从各网格中心处处抽取烟气； 首先将抽取的烟气进进行预处预处 理，主要过过程包括：清洁洁、除湿（ 干基）、冷却（略高于0，近似为标态为标态 ）； 预处预处 理后的烟气进进入到红红外烟气分析仪仪中，测试测试 烟气中的NO （ppm）和O2（%）成分； 燃煤电电站锅锅炉烟气中NO2浓浓度按总总NOx的5%左右计计算； 将NO的单单位ppm换换算到mg/m3（标态标态

7、 ，干基，实际实际 O2）（对对 于NO：1ppm NO相当于1.34mg/m3 NO）； 再将NO换换算为为以NO2计计（换换算系数：1.53）； 最后将实际实际 O2的NO2浓浓度折算到6%O2状态态下，即得环环保标标准 中要求的氮氧化物浓浓度（标态标态 ，干基，6%O2，以NO2计计）。 1.41.4、NOxNOx红红红红外外测试测试测试测试 方法方法 NOx红红外测试测试 方法 2 2、脱硝技、脱硝技术术术术路路线线线线介介绍绍绍绍 2.1 低NOx燃烧烧技术术 2.2 选择选择 性非催化还还原烟气脱硝 2.3 选择选择 性催化还还原烟气脱硝 2.4 混合型烟气脱硝 2.5 脱硝技术术

8、路线选择线选择 目前对对低NOx燃烧烧技术术的要求是，在降低NOx的同时时，使锅锅炉 燃烧稳烧稳 定，且飞飞灰含碳量不能超标标，并兼顾锅顾锅 炉防结结渣与腐蚀蚀 等问题问题 。目前常用的低NOx燃烧烧技术术有如下几种： 燃烧优烧优 化：它采取的措施是通过过控制燃烧烧空气量、保持每只燃 烧烧器的风风粉(煤粉)比相对对平衡及进进行燃烧调烧调 整，使燃料型NOx 的生成降到最低，从而达到控制NOx排放的目的。煤种不同， 燃烧烧所需的理论论空气量亦不同。因此，在运行调调整中，必须须根 据煤种的变变化，随时进时进 行燃烧烧配风调风调 整，控制一次风风粉比不超 过过1.8:1。调调整各燃烧烧器的配风风，保

9、证证各燃烧烧器下粉的均匀性， 其偏差不大于5%10%。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧技术术（LNB） 空气分级级燃烧烧技术术：空气分级级燃烧烧技术术 是目前应应用较为较为 广泛的低NOx燃烧烧技术术，该该 技术术是减少煤粉燃烧烧区域的空气量(一次风风)， 提高燃烧烧区域的煤粉浓浓度，推迟迟一、二次风风混 合时间时间 ，这样这样 煤粉进进入炉膛时时就形成了一个 富燃料区，使燃料在富燃料区进进行缺氧燃烧烧， 充分利用燃烧烧初期产产生的氨基中间产间产 物，提高 燃烧过烧过 程中的NOx自还还原能力。缺氧燃烧产烧产 生的烟气再与二次风风混合，使燃料完全燃烧烧

10、。 它的关键键是风风的分配，一般情况下，一次风风占 总风总风 量的2535%。对对于部分锅锅炉，风风量分 配不当，会增加锅锅炉的燃烧损烧损 失，同时时造成受 热热面的结结渣腐蚀蚀。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧技术术（LNB） 燃料分级级燃烧烧技术术：该该技术术 是将锅锅炉的燃烧烧分为为两个区 域进进行，将85%左右的燃料 送入第一级级燃烧烧区进进行富氧 燃烧烧，生成大量的NOx，在 第二级级燃烧烧区送入15%的燃 料(天然气为为主），进进行缺氧 燃烧烧，将第一区生成的NOx 进进行还还原，同时时抑制NOx的 生成，可降低NOx的排放。 2.12.1

11、、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧技术术（LNB） 烟气再循环环技术术：该该技术术是将锅锅炉尾部的低温烟气直接送入炉 膛或与一次风风、二次风风混合后送入炉内，降低了燃烧烧区域的温 度，同时时降低了燃烧烧区域的氧的浓浓度，所以降低了NOx的生成 量。该该技术术的关键键是烟气再循环环率的选择选择 和煤种的变变化。采用 烟气再循环环会导导致不完全燃烧热损烧热损 失加大，而且炉内燃烧烧不稳稳 定，所以不能用于难烧难烧 的煤种（无烟煤等）。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧技术术（LNB） 将空气分级级及燃料分级级的原理应应用于燃烧烧器的

12、设计设计 ，尽可能的 降低着火区的氧浓浓度和温度，从而达到控制NOx生成量的目的 ，这类这类 特殊设计设计 的燃烧烧器就是低NOx燃烧烧器，一般可以降低 NOx排放浓浓度的3060%。 空气分级级型低NOx燃烧烧器 燃料分级级型低NOx燃烧烧器 烟气再循环环型低NOx燃烧烧器 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧器 1）空气分级级型低NOx燃烧烧器 目前应应用最广泛、技术术最成熟的燃烧烧器； 在燃烧烧器喷喷口附近形成富燃料区，形成还还原性气氛； 将二次风风分成两股，分级级送入着火煤粉气流。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃

13、烧烧器 双调风低氮燃烧器PM低氮燃烧器 燃料分级级型低NOx燃烧烧器 将燃烧烧分为为两个区域：80%85%燃料送入第一燃烧烧区，在1 进进行富氧燃烧烧，生成大量NOx；其余15%20%燃料在主燃烧烧器 上部送入第二燃烧烧区，在1进进行缺氧燃烧烧，强还还原气氛可部 分还还原一级级燃烧烧区中生成的NOx，并抑制新NOx生成。 在第二级级燃烧烧区的上方设设置OFA喷喷口，形成三级级燃烧烧区，以保 证证未完全燃烧产烧产 物的燃尽。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧器 烟气再循环环型低NOx燃烧烧器 空预预器前抽取一部分低温烟气直接送入炉膛或与一、二次风风混 合后

14、送入炉膛； 降低燃烧烧区域温度和氧量，可抑制NOx生成； 炉内燃烧烧温度越高、烟气再循环环率越高，对对降低NOx的影响越 大：当烟气再燃循环环率为为1520%时时，可降低NOx 25%左右； 随着再循环环烟气量的增多，燃烧烧会不稳稳定，未完全燃烧热损烧热损 失 增加，因此电电站烟气再循环环率一般控制在10%20%，NOx脱除 率小于20%。 2.12.1、低、低NOxNOx燃燃烧烧烧烧技技术术术术 低NOx燃烧烧器 SNCR技术术是将氨基还还原剂剂（如氨气、氨水、尿素）溶解稀释释 到10%以下，利用机械式喷枪喷枪 将还还原剂剂溶液雾雾化成液滴喷喷入炉 膛，热热解生成气态态NH3，在950105

15、0温度区域（通常为锅为锅 炉 对对流换热换热 区）和没有催化剂剂的条件下，NH3与NOx进进行选择选择 性 非催化还还原反应应，将NOx还还原成N2与H2O溶液。 现现代SNCR技术术可控制NOx排放降低2050%，脱硝效率随机组组 容量增加而降低。对对于300MW以上容量机组组，脱硝效率基本控 制在40%以下。 SNCR装置不增加烟气系统统阻力，也不产产生新的SO3，氨逃逸浓浓 度控制通常控制在510ppm以内（SCR是3ppm）。 2.22.2、选择选择选择选择 性非催化性非催化还还还还原烟气脱硝原烟气脱硝 选择选择 性非催化还还原烟气脱硝（SNCR） 合适的反应应温度窗口狭窄，为为适应锅

16、应锅 炉负负荷的波动动，通常在炉 膛出口屏式过热过热 器下方设设置多层喷枪层喷枪 。 雾雾化液滴蒸发发与热热解过过程需要吸收热热量，这这会造成锅锅炉效率降 低约约0.10.5个百分点。 喷喷氨量的选择选择 要适当，少则则无法达到预预期的脱除NOx的效果， 但氨量过过大，将在尾部受热产热产 生硫酸铵铵，从而堵塞并腐蚀蚀空气 预热预热 器，因此要求尾部烟气中允许许的氨的泄漏量应应小于5ppm， 在这这一条件限制下，SNCR脱硝法的NOx降低率为为3070%。 SNCR技术术也是十分成熟的脱硝技术术，相对对SCR而言，脱硝效 率偏低。但是，由于它的低投资资和低运行成本，特别别适合小容 量锅锅炉的使用。 2.22.2、选择选择选