【正文】 。一般來(lái)說，采用該方法可以降低 NOx 的排放 15%～ 20%,但過量系 數(shù)不得低于～ 否則，會(huì)使 CO 濃度急劇增加，造成燃燒不完全，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致飛灰合碳增加，降低燃燒效率。在煤中當(dāng)燃料氮與芳香環(huán)結(jié)合時(shí)， HCN 是主要熱分解初始產(chǎn)物，而當(dāng)燃料氮是以膚的形式存在時(shí)，則 NH3 是主要的熱分解初始產(chǎn)物。值得指出，實(shí)際上熱力型的 NOx 并不是直接按方程式（ 1）和（ 2）生成的，而是通過不分支鏈反應(yīng)（ O＋ N2 =N＋ NO）的形式進(jìn)行的，即氮分子不能直接分解成氮原子，這一反應(yīng)機(jī)理稱為捷里多維奇機(jī)理。 5臺(tái)機(jī)組的主要設(shè)備情況如下： l 號(hào)機(jī)組鍋爐為美國(guó) CE 公司生產(chǎn)的一次再熱、亞臨界、強(qiáng)制循環(huán)汽包爐， 100％BMCRI 況下的蒸發(fā)量為 2020t／ h，負(fù)荷變化范圍為 35～ 100%BMCR，負(fù)荷變化率為士 5%BMCR，年利用小時(shí)數(shù)為 6800h。 1997～ 1998 年， NOx 濃度年均值超過國(guó)家 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ()的城市有北京、廣州和上海三市。據(jù)有關(guān)研究的估算，到 2020 年，我國(guó)的 NOx 排放量將達(dá)到 2194 萬(wàn)噸。 NOx 對(duì)酸雨的貢獻(xiàn)呈逐年上升之勢(shì)，降水中 NO3／ SO22比值在全國(guó)范圍內(nèi)逐漸增加。由于我國(guó)大氣中 VOC 濃度較高，光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生主要受 NOx 制約，大氣 NOx 濃度的微小增加都會(huì)加重光化學(xué)煙霧的污染。 徐州發(fā)電廠 降低氮氧化物排放可行性研究報(bào)告 NOX 的危害 空氣中含氮的氧化物有一氧化二氮（ N2O）、一氧化氮（ NO）、 二氧化氮（ NO2）、三氧化二氮（ N2O3）等，其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮，以 NOx（氮氧化物）表示。光化學(xué)煙霧是一種二次污染，污染區(qū)主要位于污染源（城市）下風(fēng)向 3 0－ 5 0 km，由于 O3 和細(xì)顆 粒物可以作長(zhǎng)距離傳輸，造成區(qū)域性的氧化劑污染和細(xì)顆粒物污染，使區(qū)域空氣質(zhì)量退化，減少太陽(yáng)輻射，氣候發(fā)生變化，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成損害，農(nóng)作物減產(chǎn)。目前我國(guó)已結(jié)合對(duì)兩控區(qū)的劃分工作，對(duì) SO2 排放進(jìn)行了全面控制，但 NOx 排放總量的快速增長(zhǎng)及其大氣濃度和氧化性的提高有可能抵消對(duì) SO2 的控制效果，使酸雨的惡化趨勢(shì)得不到根本控制。由此可見，今后NOx 排放量將十分巨大。根據(jù)1991－ 1998 年 8 個(gè)年度的統(tǒng)計(jì)，環(huán)境空氣中 NOx 平均濃度的年度變化趨勢(shì)不明顯，但北京等少數(shù)特大城市的污染有加重趨勢(shì)。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣 經(jīng)靜電除塵器（三電場(chǎng)，除塵效率為 99％）、引風(fēng)機(jī)、煙囪（雙筒煙囪，外筒為混凝土，內(nèi)筒為鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒出口直徑為 7 米，高度為 240 米）后排入大氣。 熱力型 NOx 的生成速度和溫度的關(guān)系遵從阿累尼烏斯定律，即隨溫度增加， NOx的生成速度按指數(shù)規(guī)律迅速增加。在揮發(fā)分 N 中 HCN 和 NH3 的量隨溫度的增加而增加，但在溫度超過 1000～ 1100OC 時(shí)， NH3 的含量將達(dá)到飽和。另外，低氧濃度會(huì)使?fàn)t膛局部出現(xiàn)還原性氣氛，從而降低灰熔點(diǎn)引起爐內(nèi)結(jié)渣和腐蝕。該方法投資少，見效快，采用該法一般可使 NOx 的排放量減少 15％～ 5 0％。一般把再循環(huán)煙氣量與不采用煙氣再循環(huán)時(shí)的煙氣量之比，叫做煙氣再循環(huán)率。 ＠空氣分級(jí)型低 NOx 燃燒器 設(shè)計(jì)原則類似于爐膛空氣分級(jí)燃燒，使燃燒器噴 日附近著火區(qū)形成 a＜ 1 的富燃料區(qū)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于燃燒器二次風(fēng)與一次風(fēng)粉氣流的混合位置。美國(guó)巴布科克．威爾科克斯（ B＆ W）公司的 DRB 型雙調(diào)風(fēng)低 NOx 燃燒器（圖 3— 2） 二次風(fēng)葉片文丘里管油嘴點(diǎn)火油槍內(nèi)二次風(fēng)調(diào)風(fēng)器外二次風(fēng)調(diào)風(fēng)器內(nèi)二次風(fēng)外二次風(fēng)冷卻風(fēng)或煙氣一次風(fēng)+煤 粉 主要 特點(diǎn)是二次風(fēng)分為內(nèi)外兩部分。 該燃燒器基于燃料分級(jí)原理，旨在提高著火過程穩(wěn)定性和進(jìn)一步降低 NO。同時(shí)，二級(jí)燃燒區(qū)推遲了燃燒過程使火焰溫度降低，也抑制了熱力型 NOX 的生成。 爐膛噴射脫硝 爐膛噴射脫硝實(shí)際上是在爐膛上部噴射某種物質(zhì)，使其在一定的 溫度條件下還原己生成的 NOX，以降低 NOX 的排放量。因此，一般在爐墻上開設(shè)多層氨噴射口。選擇性催化脫硝法的系統(tǒng)主要由催化劑反應(yīng)器、催化劑和氨儲(chǔ)存和噴射系統(tǒng)所組成。 為提高脫除率，更好地回收和利用生成物，加入氨、石灰水等添加劑， 生成固體化學(xué)肥料硫酸銨和硝酸銨。其 原理流程由圖 3— 11 所示： 圖 3— 11 電暈放電等離子體同時(shí)脫硫脫硝系統(tǒng)流程圖 鍋爐排放的煙氣首先經(jīng)過一級(jí)除塵，去掉 80％ 左右的粉塵。最后潔凈的煙氣從煙囪排出。并加入少量硫酸將吸收液的 pH 值調(diào)到4~，則在洗滌反應(yīng)塔里會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： 噴霧冷卻塔 NH3 反應(yīng)器 脈沖電壓 靜電除塵器 鍋爐 熱交換器 靜電 除塵器 煙囪 熱交換器 Ca(OH)2+SO2→ CaSO3+H2O CaSO3+SO2 +H2O→ Ca(HSO3)2 2NO+2Ca(HSO3)2+2H2O→ N2+2CaSO4下面對(duì)比較常見的成熟技術(shù)員用模糊評(píng)判法進(jìn)行綜合評(píng)判。 以上結(jié)果沒有考慮 NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前我國(guó)對(duì) 1997 年以前投產(chǎn)的燃煤電廠尚未頒布排放標(biāo)準(zhǔn)， 1997 年以后的電廠排放標(biāo)準(zhǔn)為 650mg／ Nm3，國(guó)家下發(fā)的燃煤電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿中，要求第三時(shí)段（標(biāo)準(zhǔn)頒布之日后開始建設(shè)）的排放標(biāo)準(zhǔn)為 400mg／ Nm3。 方案三： 如果國(guó)家出臺(tái)的大機(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)低于 400 mg／ Nm3，或?qū)嵭锌偭靠刂?，則需要選擇 SCR法或者新開發(fā)出的其它高效低費(fèi)用脫硝技術(shù)。 2H2O 石灰石一石膏濕法脫硫是目前世界上技術(shù)最成熟?，F(xiàn)在，除了上述工程，國(guó)內(nèi)另外在建或籌建的火電廠脫硫工程中極大多數(shù)采用了這種工藝，如貴州安順電廠二期 2X300MW 工程、廣東沙角 A 電廠 IX300MW 煙氣脫硫技改工程、石景山電廠 IX200MWI 程等。 g／ Nm’（平均值）計(jì)算。為了完全燃燒所需的其余空氣通過 OFA（ over Fire Air） —— 稱為“火上風(fēng)”噴口送入爐膛，與第一級(jí)燃燒區(qū)產(chǎn)生的煙氣混合，在過量空氣系數(shù)大于 1 的條件下完成全部燃燒過程。排入大氣，其主要反應(yīng)： 8NH3＋ 6NO2→ 7 N2＋ 12H2O 4NH3+4NO＋ O2→ 4 N2＋ 6 H2O 由于催化劑降低了該反應(yīng)的 活化能，使得該法可以在 300～ 400℃的煙氣溫度下使用。如（圖 52） 圖 5— 2 SCR 工藝流程示意圖 AH 一空氣預(yù)熱器 ESP 一靜電除塵器（ H— ESP 為高溫靜電除塵器） 所示 : （ a）為反應(yīng)器的前置式，優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度達(dá) 300500℃，多數(shù)催化劑在此溫度下有足夠的活性，煙氣不需要加熱即可獲得良好的脫硝效果。 鍋爐空氣預(yù)熱器空氣靜電除塵器去FDP儲(chǔ)存罐反應(yīng)器蒸發(fā)器噴射器空氣 三、成本估算 國(guó)外電廠已運(yùn)行的 SCR 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表： 鍋爐大小/MW 為脫肖前含量 /( 106) 脫除率 /% 單位投資/( 美元 / 千瓦 ) 成本 /(美元/tNOX) 氨溢出含量/( 106) 550 540 540 540 100 300 300 500 1000 450 500 710 750 360 1700 570 430 660 660 660 660 300 250 219 410 390 80 80 80 80 80 80 80 80 80 65 60 79 78 122 88 83 80 76 37 36 57 66 371 1216 3041 3149 2363 1807 2306 1684 1105 1232 913 918 5 5 5 5 2 2 2 2 若以單位投資 600 元／千瓦（國(guó)產(chǎn)價(jià)格）計(jì)算，總投資約 360000000 元／一臺(tái)爐。再循環(huán)煙氣可能在天然氣噴入爐膛前就與天然氣進(jìn)行混合以改善它們?cè)跔t膛的混合。相對(duì)比較簡(jiǎn)單。 若用煤：則耗量為 18％ ╳ ＝ ／ S，三臺(tái)爐共耗煤 kg／ s，年耗煤量為 ╳ 3600╳ 7500＝ 億公斤，煤的價(jià)格按 300 元／噸計(jì)算，則年耗資 億元。圖 5— 5 為直吹式制粉系統(tǒng)超細(xì)煤粉再燃 脫硝示意圖。 超細(xì)煤粉再燃對(duì)于非儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)來(lái)說，要增加占地面積 300～ 500m2 一次風(fēng) 送風(fēng)機(jī) 空 氣 預(yù) 熱器 再燃 燒器 二次風(fēng) 超細(xì)粉輸送管道 常規(guī)粒徑煤粉輸送管道 給煤機(jī) 改進(jìn)的煤粉分離器 磨煤機(jī) 原煤倉(cāng) 二、系統(tǒng)造價(jià)比較 各種方法的費(fèi)用情況見下表 : 方案 指標(biāo) SCR法 天然氣再燃 超細(xì)煤粉再燃 低 ONx 燃燒器 燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級(jí)燃燒） 投資費(fèi)用（元 /KW） 600 160 50 60 60 運(yùn)行成本（元 /KW） 三、 NOx 控制效果比較 各種方案的脫硝率見下表 : 方案 指標(biāo) SCR法 天然氣再燃 超細(xì)煤粉再燃 低 ONx 燃燒器 燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級(jí)燃燒） 脫肖效率（ %） 80 60 4560 3059 3050 脫硝系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)之間的相互影響情況分析 由于脫硫系統(tǒng)布置在脫硝系統(tǒng)之后，因此，脫硫系統(tǒng)的工作不會(huì) 對(duì)脫硝系統(tǒng)產(chǎn)生影響。這種狀況在機(jī)組頻繁啟停的情況下，尤為嚴(yán)重，若出現(xiàn)該情況，則可造成尾部受熱面的腐蝕，并使脫硫系統(tǒng)效率有所降低。 采用燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級(jí)燃燒）和低 NOx 燃燒器對(duì)脫硝系統(tǒng)的影響分析 這兩種方法都是改變爐內(nèi)燃燒狀態(tài)來(lái)減少 NOx 生成的方法，除了可能降低 SO。 7．附錄 采用 SCR 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置示意圖見附圖 1。 采用低 NOx 燃燒器的結(jié)構(gòu)示意見圖（ 3— l）～（ 3— 9） 采用分級(jí)燃燒法的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 5— 1。而 SO。 采用超細(xì)粉和天然氣再燃方法脫硝對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響情況分析 采用超細(xì)煤粉或天然氣再燃方法脫硝時(shí)，由于脫硝過程在爐內(nèi)完成， 因而，對(duì)排煙溫度沒有影響。各個(gè)系統(tǒng)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)基本上是選擇性反應(yīng)，各自的獨(dú)立性很強(qiáng)，即，兩個(gè)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生較大的互相影響而改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)的情況。 超細(xì)粉再燃法的投資約為 50 元／ kw，運(yùn)行費(fèi)用約為 0． 01 元／ kwh，是一種經(jīng)濟(jì)有效的脫硝方法。年發(fā)電量 600000 ╳ 3 ╳ 7500＝ 135 億 kwh，增加運(yùn)行成本為 ／ 135＝ 0. 0394 元／ kwh。 82 %煤粉18 %天然 氣上二次風(fēng) 燃盡區(qū)再燃區(qū)主燃燒區(qū)圖54 天然 氣再燃方式示意圖二、成本估算 天然氣再燃的投資費(fèi)用一般約為 160 元／ kw，即約為 96000000 元／一臺(tái)爐。 （ 3）燃燼區(qū)。這些反應(yīng)的總反應(yīng)式為： 4NO＋ CH4→ 2N2＋ C02 十 H2O 2NO＋ ZCnHm＋（ 2n十 m/2 一 1） O2→ N2＋ 2nCO2＋ mH2O 2NO 十 2CO→ N2 十 2CO 2NO 十 2H2→ N2 十 2H20 利用這一原理，采用天然氣（主要成分為 CH4）作為二次燃料，一次燃料為煤粉，將煤粉送入第一級(jí)燃燒區(qū)，在 a＞ 1 的條件下燃燒并生成 NOx。 (b)的優(yōu)點(diǎn)是催化劑不受飛灰影響，但靜電除塵器需要在高溫下運(yùn)行，可靠性不高，一般不采用。即