【正文】 采用大然氣再燃的系統(tǒng)示意圖見圖 5— 4。濃度 以外，其它沒有影響。因此，應(yīng)合理選用催化劑或增加尾部受熱面的防腐措施。 采用前置式 SCR 系統(tǒng)對脫硫系統(tǒng)的影響情況分析 脫硫系統(tǒng)和脫硝系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)為鍋爐煙氣量，煙氣溫度、和 SO NOx 的含量。圖 5— 6 為儲倉式制粉系統(tǒng)超細煤粉再燃脫硝示意圖。每年多耗資 億元。圖 5— 4 為天然氣再燃方式的示意圖。值得注意的是，對于大多數(shù)機組來說，安裝再燃系統(tǒng)噴嘴通常要求對爐墻作新的開 孔。 超細煤粉再燃或天然氣再燃脫硝方案 天然氣再燃脫硝方案 根據(jù) NOx 的破壞機理，己生成的 NO 在遇到烴根 CHi 和未完全燃燒產(chǎn)物 CO， H2， C 和 CnHm 時，會發(fā)生 NO 的還原反應(yīng)。但催化劑處于高煙塵NH3 (b)低粉塵 370℃ 370℃ 370℃ 150℃ 煙囪 150℃ GGH HESP SCR AH FGD 90℃ 50℃ 鍋爐 NH3 (a)高粉塵 370℃ 370℃ 150℃ 150℃ 煙囪 150℃ GGH SCR AH ESP FGD 90℃ 50℃ 鍋爐 NH3 (c)尾部設(shè)置 370℃ 150℃ 150℃ 60℃ 煙囪 90℃ GGH AH ESP FGD 340℃ 370℃ 鍋爐 370℃ SCR 加熱器 中，飛灰中的 K、 Na、 Ca、 Si、 As 等易使催化劑中毒 ，而飛灰對反應(yīng)器產(chǎn)生的磨損并使蜂窩狀催化劑中的煙氣通道堵塞，另外煙氣溫度過高還可能導(dǎo)致催化劑的燒結(jié)或失效。 1983 年在日本竹原電廠 3 號機組 700MW 全負荷應(yīng)用成功，脫硝率達到 80％。一般控制一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)不小于 07。可以減到 375～ 450。 脫硫工程總平面布置 北侖發(fā)電廠己建成 5 X 600MW 燃煤機組并己投產(chǎn)運行。應(yīng)用最多的脫硫工藝，特別在美國、德國和日本，應(yīng)用該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總?cè)萘康?90％，應(yīng)用的最大單機容量己達 11 00MW。 4 北侖發(fā)電廠脫硫工藝簡介 煙氣脫硫方案簡介 北侖電廠選用的是石灰石一石膏濕法脫硫工藝 石灰石一石膏濕法 脫硫工藝采用價廉易得的石灰石作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收劑漿。另外，國家已決定從 2020 年 7 月 1 日起，對 NOx 排放實行總量收費制度（收費標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計為 0． 60 元／ kgNOx）。備選方案為： SCR 法、天然氣再燃法、留細煤粉再燃法、低 NOx 燃燒器、燃燒優(yōu)化調(diào)整（合空氣分級燃燒）等五種方法。 2H2O+2SO2 NO2+2Ca(HSO3)2+2 H2O→ 1/2N2+2CaSO4 電暈放電法（ PPCP）與電子束輻照法是類似的方法，只是獲得高能電子的渠道不同，電子束法的高能電子束（ 500～ 800keV）是由加速器加速得到。之后將煙氣降溫到70～ 80C。電子束輻照處理煙氣技術(shù)（圖 3 燃燒鍋爐排風(fēng)機集塵器塵埃冷卻塔氨電子加速器電子加速器反應(yīng)器肥料集塵器排風(fēng)機煙囪圖 3— 10 電子束加氨法煙氣脫硝系統(tǒng)示意圖 一 10）的優(yōu)點有：能同時脫硫脫氮，處理過程中不用觸媒，不受塵埃影響，沒有老化、結(jié)集、阻塞、清洗等問題，因是干式處理法，不影響原系統(tǒng)的熱效率，煙氣可不必再加熱即從煙囪排放。催化劑反應(yīng)器在鍋爐煙道中的布置有三種可能方案： ①空氣預(yù)熱器前溫度為 350℃左右的位置（以下簡稱前置式布置） 優(yōu)點：溫度范圍適合于大多數(shù)催化劑的工作溫度。二是噴氨量的選擇要 適當(dāng)，少則無法達到預(yù)期的脫除 NOX 的效果，但氨量過大，將在尾部受熱面產(chǎn)生硫酸銨，從而堵塞并腐蝕空氣預(yù)熱器，因此 要求尾部煙氣中允許的氨的泄漏量應(yīng)小于 5PPm，在這一限制條件下，非催化煙氣噴氨脫硝法的 NOX 降低率為 30％～ 70％。它包括噴水 、噴二次燃料和噴氨等。保證煤粉完全燃燒的火上風(fēng)由 OFA 噴口 3 送入燃燒器上部的爐 膛，和來自二級燃燒區(qū)的火焰混合，在過量空氣系數(shù) a＝ 的條件下將煤粉燃盡。濃度，由德國斯坦謬?yán)展?。美國福斯特惠勒?Foster Wheeler）公司的 CF— SF 低 NOx 燃燒器（圖 3— 4） 也是一種空氣分級的雙調(diào)風(fēng)燃燒器，通過控制一、二次風(fēng)的分配和火焰的分離來達到降低 NOx 濃度的目的。它有三個同心的環(huán)形噴口 ,中心為一次風(fēng)噴口，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的 15％～ 20％。原則是一次風(fēng)粉混合物中的過量空氣系數(shù)大大小于 1，使噴口附近最早的煤粉著火區(qū)形成強烈的還原性氣氛，以大幅度降低 NOx 生成量，同時二次風(fēng)要分成二至三股，分階段送入己看火的煤粉氣流，再煤粉著火燃燒的開始階段，只加入部分二次風(fēng)，繼續(xù)維持一段富燃料燃燒，形成一級燃燒區(qū)。在大型鍋爐中，一般采用空氣煙氣混合器，把煙氣同燃燒空氣混合后送入爐膛。 三、燃料分級燃燒 根 據(jù) NOx 的破壞機理，己生成的 NO 在遇到烴根 CHi 和未完全燃燒產(chǎn)物 CO,H2,C和 CnHm 時，會發(fā)生 NO 的還原反應(yīng)。 二、空氣分級燃燒 空氣分級燃燒的基本原理是將燃料的燃燒過程分階段來完成。③通常燃燒溫度下，燃料型 NOX 主要來自揮發(fā)分 N，煤粉燃燒時由揮發(fā)分成的 NOx 占燃料型 NOx 的 60 ％～ 80％。在燃燒溫度低于 15 00oC 時，幾乎觀測不到 NO 的生成反應(yīng)，只有溫度大于 1500oC 時， NO 的生成反應(yīng)才開始明顯。 2 號機組鍋爐為加拿大 B＆ W 公司生產(chǎn)的“卡洛琳納”輻射型一次再熱、亞臨界、自然循環(huán)汽包爐， 100％ BMCRI 況下的蒸發(fā)量為 2020t／ h，負荷變化范圍為 35～ 100％BMCR，負荷變化率為士 5％ BMCR，年利用小時數(shù)為 7000h。 關(guān)于 NOx 的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 我國 NO2 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，年均值一、二級標(biāo)準(zhǔn)為 mg／ m3，三級標(biāo)準(zhǔn)為 mg／ m3（相應(yīng)的 NOx 標(biāo)準(zhǔn)值分別為 和 0. 10mg／ m3，三級標(biāo)準(zhǔn)值與前西德標(biāo)準(zhǔn)值相同，歐共體與加拿大的標(biāo)準(zhǔn)值介于我國一、二級和三級標(biāo)準(zhǔn)間，分別為 0. 05 和 ／ m3，美國標(biāo)準(zhǔn)為 ／ m3。如果不加強控制， NOx 將對我國大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。專家預(yù)測，隨著我國對SO2 排放控制的加強，以及城市汽車容量的不斷增大， NOx 對酸雨的貢獻將逐步趕上或超過 SO2。美國目前由于 O3 污染使谷物減產(chǎn) 10％以上，估計太陽輻射減少對產(chǎn)量的影響更大。 NOx 中對人體健康危害最大的是 NO2,它比 NO 的毒性高 4倍，可引起肺損害，甚至造成肺水腫。大氣中 NOx 和揮發(fā)性有機物 VOC 達到一定濃度后，在太陽光照射下經(jīng)過一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，就會產(chǎn)生以高濃度 O3 和細顆粒物為特征的光化學(xué)煙霧，形成了夏季城市天空經(jīng)常出現(xiàn)的藍色煙霧。據(jù)估計，僅兩廣和川貴地【因酸雨造成的年經(jīng)濟損失就達 160 億元， 1995 年全國由于 NOx 和 SO2 排放造成的經(jīng)濟損失達 1100 億元以上，接近于當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的 2％，由于大氣的氧化性 , NOx 在大氣中可形成硝酸和細顆粒硝酸鹽，同硫酸和細顆粒硫酸鹽一起發(fā)生遠距離輸送，從而加速了區(qū)域性酸雨的形成。鑒于我國的能源消耗量今后將隨經(jīng)濟的發(fā)展不斷增長， NOx 排放量也將持續(xù)增加。 1998 年全國 311 個城市， NOx 濃度年均值范圍為 ～ mg／ m3 ，年均最大值出現(xiàn)在北京市，其中 252 個城市 NOx 濃度年均值達到國家二級標(biāo)準(zhǔn)（ mg／ m3），占 ％， 59 個城市超二級標(biāo)準(zhǔn)，占 ％。 機組狀況 北侖電廠一期工程兩臺機組分二次采購，兩臺機組的制造廠家，設(shè)備布置及特點不盡相同；二期工程是一次采購，三臺機組為同一制造廠家，設(shè)備布置及特點均相同。 2． l 熱力型 NOx 的生成機理 熱力型 NOx 是燃燒 時空氣中的氮（ N2）和氧（ O2）在高溫下生成的 NO 和 NO2的總和，其生成機理可用下列反應(yīng)式來表達： N2＋ O2 = 2NO (1) NO＋ 1/2 O2 = NO2 (2) 從研究數(shù)據(jù)可以得出：在燃燒溫度大于 1200oC 的常規(guī)燃煤設(shè)備中，如果不采取控制措施，將有數(shù)百 ppm 至 1000ppm 的 NO 生成，但 NO2 的生成量幾乎可以忽略不計，由于 NO 的氧化速度 很慢，因此即使排入大氣時， NOx 中的 90 ％～ 95 ％仍為 NO。一般在煙煤中 HCN 在揮發(fā)分中的比例高于 NH3，劣質(zhì)煤的 揮發(fā)分 N 中則以 NH3 為主，無煙煤的揮發(fā)分 N 中 HCN 和 NH3 均較少。下面分別介紹： 一、低氧燃燒技術(shù) 該方法主要通過降低燃燒的過量空氣系數(shù)，使燃燒過程盡量接近理論空氣量的條件，由于煙氣中過量氧的減少，可以抑制 NOx 的生成，是一種最簡單的降低 NOx 排放的方法。該方法的技術(shù)關(guān)鍵在于火上風(fēng)噴口的位置確定，一般需通過試驗確定。該方法主要包括天然氣再燃法、燃油再燃法、超細煤粉再燃法等。 五、低 NOx 燃燒器 將前述的空氣分級及燃料分級原理應(yīng)用于燃燒器設(shè)計，盡可能的 降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設(shè)計的燃燒器就是低 NOx 燃燒器。當(dāng)主燃燒器區(qū)過量空氣系數(shù)在 ～ 時， NOx 排放濃度可降低 40％～ 60％（不同鍋爐容量效果不同）。巴布科克一日立（ Babcock— Hitachi）公司的 HT— NR 型低 NO 燃燒器（圖 3— 3） 氧化區(qū)還原烴根產(chǎn)生區(qū)脫揮發(fā)分區(qū)點火器 旋流器油槍煤粉 + 一 次風(fēng)內(nèi)二次風(fēng)外二次風(fēng)圖 33 巴布科克一日立公司的 HT— NR 型低 NOx 燃燒器 巴布科克一日立公司在 DRB 基礎(chǔ)上發(fā)展了 HT— NR 燃燒器 與 DRB 不同的是，HT— NR 型燃燒器的噴口處裝有陶瓷火焰穩(wěn)定環(huán)， 從而可在噴口附近形成回流區(qū)，使煤粉氣流在回流區(qū)內(nèi)迅速析出揮發(fā)分并著火。日本三菱公司的 PM 型低 NOx 燃燒器（圖 3— 6） 前面介紹的幾種均為旋流燃燒器，三菱公司的 PM 型燃燒器為直 一流燃燒器，采用濃淡分離的原理，將爐膛分級燃燒和燃燒器分級 燃 燒結(jié)合在一起可以達到比普通空氣分級燃燒器更低的 NOx 排放量。二次燃料和一次燃料均為煤 然盡區(qū)二級燃燒區(qū)一級燃燒區(qū)圖 3— 7 德國斯坦謬?yán)展镜?MSM 型低 NOx 燃燒器示意圖 粉，二次燃料在過量空氣系數(shù)大大小于 1（ a2＝ ）的條件下被送入爐膛，并在距噴口一定距離處和來自一級燃燒區(qū)的火焰混合，形成還原性氣氛很強的二級燃燒區(qū)。該燃燒器的上二次風(fēng)起著火上風(fēng)的作用，在火上風(fēng) 的過量空氣系數(shù)為 1． 2 時，不同煤種的 NOX 排放值在 250～ 100ppm 之間。氨的噴入地點一般在爐膛上部煙氣溫度在 9 5 0～ 10 5 00C 范圍內(nèi)的區(qū)域。 （一）選擇性催化脫硝法 采用該法脫硝的反應(yīng)溫度取決于催化劑的種類，因此，催化劑室 應(yīng)布置在尾部煙道中相應(yīng)的位置。它們在電子加速器產(chǎn)生的電子束流輻照下，經(jīng)電離、激發(fā)、分解等作用，可生成活性很強的離子、激發(fā)態(tài)分子。在有氨注入的情況下，進一步生成硫酸銨和硝酸銨等細顆粒氣溶膠。降溫后的煙氣與化學(xué)計量比的氨混合進入等離子體反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物由二次除塵設(shè)備收集。由于需加將 NO 氧化為 NO2 設(shè)備，因此雖然效率高，但系 統(tǒng)復(fù)雜，用水量大，并有水的污染，因此燃煤鍋很少采用。 各種方案的技術(shù)指標(biāo) 表 31 列出了 200MW 機組采用 不同脫硝技術(shù)的性能指標(biāo)，本表數(shù)據(jù)取自美國環(huán)保局（ The Northeast States for Coordinated Air USe Manag 一 ement、 NESCAUM）的合同數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中可以看出， SCR 法的脫 硝效￥率最高，但其投資和處