【正文】 可使排放值限制在 150mg／ Nm3 以下。該方法的示意圖見圖 5— 1。 g／ win’而且其投資和運行成本均很低（數(shù)值見模糊評判表），是一種經(jīng)濟有效的方法。脫硫工程建設(shè)的目的是對北侖電廠五臺機組的煙氣排放進行脫硫改造，使火電廠二氧化硫的排放能滿足環(huán)保要求。 按脫硫副產(chǎn)物石膏的處置方式劃分，一般有拋棄和回收利用兩種方法，脫硫石膏處置方式的選擇主要取決于市場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質(zhì)量以及 是否有足夠的堆放場地等因素。在吸收塔內(nèi)，吸收劑漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的 SO2 與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。北侖電廠 NOx 排放值每年約 2． 6萬噸，平均濃度 750。評判過程如下： 方案 指標(biāo) 方案 A 方案 B 方案 C 方案 D 方案 E SCR 法 天然氣再燃 超細(xì)煤粉再燃 低 NOx燃燒器 燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級燃燒） 投資費用（元/KW） 600 160 50 60 60 運行成本（元/KWh） 脫硝效率（ %） 80 60 55 40 40 技術(shù)成熟度 高 高 低 中等 高 各指標(biāo)因素對應(yīng)系數(shù) 指標(biāo) a1 a2 投資費用 0 700 運行成本 0 脫硝效率 30 90 技術(shù)成熟度 0 1 以上數(shù)據(jù)中的投資成本和運行成本均為國產(chǎn)化設(shè)備的數(shù)據(jù)。 2H2O+2SO2 ○ 2 氨 /石膏法 在洗滌反應(yīng)器中再加入 NH3，則會發(fā)生下面的反應(yīng)： 2NH3+SO2+H2O→ (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O→ NH4HSO3 NH4HSO3+2Ca(OH)2→ CaSO3后者的活化電子（ 5～20eV）則由脈沖流柱電暈的局部強電場加速得到。目前降溫的方法有兩種：一是熱交換器，二是噴霧增濕降溫。添加氨時，生成物可作肥料使用；脫除率高，達(dá) 80％以上，設(shè)備占地面積小， 建造費與運行費比常規(guī)法處理系統(tǒng)簡單，維修保養(yǎng)容易。 缺點：催化劑易中毒，催化劑反應(yīng)器易受飛灰磨損，反應(yīng)器蜂窩 狀通道易受堵塞，催化劑易燒結(jié)，不適于高活性催化劑。 非催化煙氣噴氨脫硝法投資少，運行費用也低，但反應(yīng)溫度范圍 狹窄，目前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上己有采用該法的運行經(jīng)驗。但噴水和二次燃料的方法，尚存在著如何將 NO 氧化為 NO2 和解決非選擇性反應(yīng)的問題，因此，目前還不成熟。 ●煙氣再循環(huán)型低 NOx 燃燒器 巴布科克一日立公司在 DRB 雙調(diào)風(fēng)燃燒器的基礎(chǔ)上開發(fā)了用于燒油和天然氣的煙氣再循環(huán)燃燒器（圖 38）煙氣再循環(huán)的煤粉燃燒器也可用類似概念來進行設(shè)計。司開發(fā)而成。該燃燒器即可用于新設(shè)計的鍋爐，也可用于改造舊鍋爐，該燃燒器可使 NOx 的濃度降低 5 0％～ 75％。外面是內(nèi)外層雙調(diào)風(fēng)器噴口，內(nèi)二次風(fēng)占總風(fēng)量的35％～ 45％，外二次風(fēng)占總風(fēng)量的 55％～ 65％。之后另一股二次風(fēng)送入一級燃燒區(qū)下游，形成 a＞ 1 的二次燃燒區(qū)，使燃料完全燃燒。煙氣再循環(huán)法對 NOx 的減排效果與燃料種類和煙氣再循環(huán)率有關(guān)。這些反應(yīng)的總反應(yīng)式為： 4NO＋ CH4－ 2N2+CO2＋ H2O 2NO＋ 2CnHm＋ (2n+m/21)O2－ N2＋ 2nCO2＋ mH2O 2NO＋ 2CO － N2＋ 2CO 2NO＋ 2H2 － N2＋ 2H2O 利用這一原理，將 80％～ 85％的燃料送入第一級燃燒區(qū)（一次燃料），在 a＞ 1 的條件下燃燒并生成 NOx。第一階段是將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?70％～ 75％（相當(dāng)于理論空氣量的 80 ％左右），使燃料先在缺氧的條件下燃燒。④煤粉燃燒過程中燃料型 NOx 的轉(zhuǎn)化率（燃燒過程中最終生成的 NO 濃度和燃料中氮全部轉(zhuǎn)化成 NO 時的濃度比為燃料型 NOx 的轉(zhuǎn)化率 CR），一般可 按 日 本 豐 橋 大 學(xué) 的 經(jīng) 驗 公 式 計 算 ： CR ＝ 101N+104V2(α1)+104Tmax+103RO2 快速型 NOx 的生成機理 碳?xì)浠衔锶剂显谌紵龝r，由于燃料過濃，在反應(yīng)區(qū)附近會快速 生成 NOx，它是燃料燃燒時產(chǎn)生的烴（ CHi）等撞擊燃燒空氣中的 N2 分子而生成 CN，HCN 等，然后 HCN 等再被氧化成 NOx。 2． 2 燃料型 NOx 的生成機理 燃料中的氨化合物（如喹啉 C5H5N 和芳香胺 C6H5NH2 等）經(jīng)熱分解和氧化反應(yīng)而生成的 NO，稱為燃料型 NOx。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)靜電除塵器（三電場，除塵效率為 99％）、引風(fēng)機、煙囪（雙筒煙囪，外簡為混凝土，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。因此我國的標(biāo)準(zhǔn)要比多數(shù)國家嚴(yán)格。目前，我國對 NOx 的控制已經(jīng)納入日程， NOx 是我國 47 個重點城市環(huán)境空氣質(zhì)量周報中的考核項目，也是 2020 年重點城市“一控雙達(dá)標(biāo)”中城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)項目之一。 NOx 污染的主要來源 NOx 污染主要來源于生產(chǎn)、生活中所用的煤、石油等化石燃料的燃燒產(chǎn)物（包括汽車及一切內(nèi)燃機燃燒排放的 NOx）；其次是來自生產(chǎn)或使用硝酸的工廠排放的尾氣。光化學(xué)煙霧會使大氣能見度降低，對眼睛、喉嚨有強烈的刺激作用，并會產(chǎn)生頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴(yán)重的會造成死亡。慢性中毒可導(dǎo)致氣管及肺部發(fā)生器質(zhì)性病變。國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，居住區(qū)的平均濃度應(yīng)低于 毫克／立方米，年平均濃度低于 毫克／立方米。例如， 1982 年夏季，重慶南山馬尾松死亡率高達(dá) 46％，四川峨眉山金頂?shù)睦渖家灿? 40 ％死亡。目前我國 NOx 排放量己接近 1600 萬噸，其中 67％來源于煤的直接燃燒。 1997 年在全國 357 個 城市中 ,NOx 濃度年均值范圍為 ～ mg／ m3，年均最大值出現(xiàn)在廣州市，其中291 個城市 NOx 濃度年均值達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)（ mg／ m3），占 ％， 66 個城市超二級標(biāo)準(zhǔn)，占 ％。 總裝機容量為 5 600MW，分二期工程建成：一期工程的 1 號機組 1 臺 600MW于 1991 年建成投產(chǎn)， 2 號機組 1 臺 600MW 于 1994 年建成投 產(chǎn)；二期工程的 3 臺600MW 機組于 2020 年建成投產(chǎn)，目前機組運行穩(wěn)定。 燃料來源、燃料種類、耗量及元素分析 北侖發(fā)電廠近期燃用煤種為晉北煙煤，其煤種元素分析及耗 量如下表所列： 燃用的煤質(zhì)資料分析如下： 項 目 單位 設(shè)計 最小 最大 收到基低位發(fā)熱量 QYDW KJ/kg 22441 19231 25074 工業(yè)及元素分析 (重量 ) 收到基全水份 Mt % 收到基灰份 Aar % 收到基碳 Car % 收到基氫 Har % 收到基氧 Oar % 收到基氮 NaR % 收到基硫 Sar,t % 哈氏可磨系數(shù) % 2．燃煤鍋爐氮氧化物的生成機理 燃煤電站中產(chǎn)生的 NOx 一般分為熱力型 NOx、燃料型 NOx 及快速型 NOx（或稱瞬時型 NOx、）。②揮發(fā)分 N中最主要的氮化合物是 NCH 和 NH3。是目前應(yīng)用最廣泛、相對簡單、經(jīng)濟并且有效的方法。一般控制一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)不小于 。投資及運行費用相對較低。另外，采用煙氣再循環(huán)時要加裝再循環(huán)風(fēng)機、煙道，還需要場地，從而增大了投資，其系統(tǒng)也較復(fù)雜，另外對原有設(shè)備進行改裝時還會受到場地條件的限制。）公司 的 SM 型低 NOx 燃燒器（圖 3— 1） 德國斯坦 謬?yán)展镜腟M型空 氣分級低NOx燃 燒器二次風(fēng)軸向葉片二次燃燒空氣噴口二次風(fēng)一次風(fēng)+煤 粉點火油槍 圖 31 德國斯坦謬?yán)展镜?SM 型空氣分級低 NOX 燃燒器 該燃燒器一次風(fēng)直流，二次風(fēng)通過軸向葉片旋轉(zhuǎn)，一、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的 80％左右。 火上風(fēng)上二次風(fēng)高燃料一次風(fēng)中二次風(fēng)貧燃料一次風(fēng)下二次風(fēng)燃燒器橫截面富燃料貧燃料燃燒器正視圖煤和風(fēng)的慣性分離 圖 3— 6 日本三菱公司的 PM 型低 NOx 燃燒器 在距中心一次燃料噴口一定距離處，沿半徑方向?qū)ΨQ布置有四個二次燃料噴口 2。 外二次風(fēng)旋流葉片內(nèi)二次風(fēng)一次風(fēng)煙氣旋流葉片煙氣環(huán)煙氣套筒圖 3— 8 巴布科克一日立公司的煙氣再循環(huán)型低 NOX 燃燒器 對于直流煤粉燃燒器，日本三菱公司設(shè)計了一種 SGR 型的煙氣再循環(huán)燃燒器（見圖 3— 9），該燃燒器的再循環(huán)煙氣不與空氣首先混合，而是直接送到燃燒器，在一次風(fēng)煤粉空氣混合物噴口的上下各裝有再循環(huán)煙氣噴口，這不僅使二次風(fēng)噴口離一次風(fēng)噴日較遠(yuǎn)，推遲了一、二次風(fēng)的混合，而且在一、二次風(fēng)氣流之間隔以溫度較低的惰性再循環(huán)煙氣，從而在一次風(fēng)噴口附近形成還原性氣氛，且降低了火焰中心的溫度，抑制了 NOX的生成。因此這種方法又稱為選擇性非催化脫硝法。 一、干法煙氣脫硝技術(shù) 干法煙氣 脫硝技術(shù)包括采用催化劑來促進 NOX 的還原反應(yīng)的選擇性催化脫硝法、電子束照射法和電暈放電等離子體同時脫硫脫硝法。 （二）電子束照射同時脫硫脫硝技術(shù) 經(jīng)除塵后的煙氣，主要含 S 0 NOX、 N H2O。這些活性物種引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)首先把氣態(tài)的 SO2和 NOX 轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r氧化物，然后形成 HNO3 和 H2SO4。 0 約 10％左右。另一類的單純的濕法洗滌脫硝。 應(yīng)該指出，同時脫硫脫硝技術(shù)雖說具有較好的發(fā)展前景，但目前還遠(yuǎn)不如單獨脫硫、脫硝技術(shù)成熟，且脫除率也低于單獨方式，還有待于進一步研究。 計算結(jié)果 按得分排序為： E、 D、 C、 B、 A。這樣經(jīng)濟性最好。由于吸收劑漿的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。機組燃煤含硫量4． 02％，脫硫裝置入口煙氣 SO2 濃度約為 3500ppm，設(shè)計脫硫效率大于 95％。天然氣再燃和選擇性催化還原法 （前置式）?？諝夥旨壢紵幕驹硎菍⑷剂系娜紵^程分階段來完成。目前應(yīng)用比較成熟的有德國斯坦謬?yán)? （ S t e i n。該法的缺點是：煙氣中的飛灰和 SO2 均通過催化劑反應(yīng)器，飛灰對催化劑反應(yīng)器有磨損；高活性的催化劑會使煙氣中的 SO2 氧化成 SO2，煙氣溫度降低時， NH3 和 SO2 反應(yīng)生成硫酸銨，造成催化劑反應(yīng) 器和空氣預(yù)熱器通道的堵塞。 SCR 系統(tǒng)主要由反應(yīng)器、催化劑、氨儲存罐和氨噴射器等組成。為了最大限度地減少 NOx 的形成并為再燃提供適當(dāng)?shù)臈l件，燃燒器或旋風(fēng)分離器在機組正常商業(yè)運行下采用最小的過量空氣進行操作。一般采用該方法可使 NOx的排放緩 IK 回天柱氣再過自證項目降低 60％以上，即可以將排放值限制在 300mg／Nm3 以下。年耗氣量（按 7500 小時計算）為 ＝ 6. 4 億 Nm3 供應(yīng)氣量為：西氣東送的天然氣總量 12O 億 NM3／年，杭州站為 13 億立方米。其基本原理與天然氣再燃基本相同。 圖 55 直吹式直粉系統(tǒng)超細(xì)煤粉再燃脫硝示意圖 煤粉+空氣細(xì)粉分離器粉倉熱風(fēng)框內(nèi)為改造部分超細(xì)粉濃縮器小粉倉細(xì)粉再燃噴口除塵器煙囪細(xì)灰OFA噴 口主燃料給粉機排粉機燃盡區(qū)再燃區(qū)主燃燒區(qū) 圖 56 三次風(fēng)超細(xì)粉再燃脫硝示意圖 因此， SCR 系統(tǒng)占地面積約為 800～ 1600 m3（當(dāng)然，該系統(tǒng)主要占據(jù)空間面積和高度）。因此，不會影響排煙溫度。的產(chǎn)生溫度不同，回此，超細(xì)煤粉或天然氣再燃對爐膛出口的SO。如果排放標(biāo)準(zhǔn)允許，首先選擇燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級燃燒）和低 NOx 燃燒器，以取得最佳的經(jīng)濟性；若環(huán)保要求較高，則選用超細(xì)煤粉或天然氣再燃忠對于 SCR 系統(tǒng)，由于投資大，運行費用高，所需占地面積（主要是空間位置）較大，尤其是空氣預(yù)熱器前的空間要足夠安裝 SCR 反應(yīng)器才可以考