【正文】 采用超細(xì)煤粉再燃法的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 5— 5， 5— 6。值得指出的是：本文所提出的某些數(shù)據(jù)和結(jié)果如直接應(yīng)用于北侖電廠，尚需通過試驗(yàn)確定。濃度降低不會(huì)對(duì)脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響?？傊?，從目前的研究結(jié)果看，超細(xì)煤粉或天然氣再燃對(duì)濕法煙氣脫硫不會(huì)產(chǎn)生影響。 超細(xì)煤粉或天然氣再燃方式布置簡(jiǎn)單，所需增加的設(shè)備較少，回此不受場(chǎng)地限制，空間管道布置靈活。氧化為 SO。 由于 SCR 系統(tǒng)布置在省煤器之后，空氣預(yù)熱器之前，因此，它主要占據(jù)空間位置，實(shí)地考察結(jié)果，表明，現(xiàn)場(chǎng)改造是可行的，基本不受場(chǎng)地情況限制。 燃燒優(yōu)化調(diào)整（含空氣分級(jí)燃燒人低 NOx 燃燒器方法基本不增加占地面積。 方案的比較 一、占地面積估算 北侖電廠單臺(tái)鍋爐的煙氣量為 1900000Nm3／ h，若采用 SCR 系統(tǒng)，工作溫度選為 400t，則煙氣量約為 1900000X（ 400＋ 273）／ 273＝ 4653882． 78m3／ h， SV 選為 3000，催化劑孔隙 率選為 ，則催化劑層所占體積為 ／ 3000＝ 156lm3，將催化劑分 4 層布置，則每層體積為 。投資及運(yùn)行成本較低，設(shè)備及系統(tǒng)具有中等復(fù)雜程度（主 要增加超細(xì)煤粉的制備和收集系統(tǒng)），占地面積較小。 超細(xì)煤粉再燃方案 超細(xì)煤粉再燃法是將超細(xì)煤粉（ 20 181。 天然氣價(jià)格按 元／ Nm3 計(jì)算，年耗資 億元。 三、關(guān)于天然氣再燃方案的氣源問題 北侖電廠若采用天然氣再燃，所需氣源來(lái)自于西氣東送或東海氣田及進(jìn)口天然氣。 表 1 美國(guó)天然氣再燃驗(yàn)證項(xiàng)目 電廠 MW 類型 試驗(yàn)?zāi)攴? 控制水平 108 旋風(fēng)爐 1990 50%60% （帶吸附劑） 71 切向燃燒 19901992 60%70% 300 切向燃燒 1992 50% （帶低燃燒器） 138 前墻 19921993 72% （帶吸附劑） 33 旋風(fēng)爐 19921993 60% （初步結(jié)果） 一、系統(tǒng)概況 大然氣再燃系統(tǒng)主要包括天然氣供應(yīng)系統(tǒng)（包括燃?xì)庀?，燃?xì)鈬娮烊細(xì)獗眉肮艿溃┖涂諝夤?yīng)系統(tǒng)（風(fēng)箱、管道等）以及相應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在燃燼區(qū)中一個(gè)獨(dú)立的上二次風(fēng)系統(tǒng)將主燃燒區(qū)中的空氣重新引向天然氣再燃反應(yīng)區(qū)上部的位置以保證所有未反應(yīng)燃料和可燃?xì)怏w的完全燃燒。這樣就形成了一個(gè)富燃科區(qū)使烴基與 NOx 反應(yīng)形成氮分子。天然氣則在主燃燒器上部送入二級(jí)燃燒區(qū)（再燃區(qū)），在 a＜ l 的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級(jí)還原區(qū)生成的 NOX 在二級(jí)燃燒區(qū)被還原成氮分子（ N2），在再燃區(qū)中，不僅己生成的 NOx得到還原，同時(shí)也抑制了新的 NOx 的生成，可進(jìn)一步降低 NOx 的排放濃度。 二、主要設(shè)備 SCR 系統(tǒng)的主要設(shè)備有 SCR 反應(yīng)器、催化劑、氨儲(chǔ)存罐和氨氣噴射器等。 （ c）為反應(yīng)器后置，優(yōu)點(diǎn)是催化劑既不受飛灰影響，也不受 SO3 等氣態(tài)毒物的影響。 一、 SCR 反應(yīng)器的布置位置 選擇性催化還原法根據(jù) SCR 反應(yīng)器的布置位置，有三種。經(jīng)幾年的運(yùn)行證明，該法技術(shù)上可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 5． 2 選擇性催化還原（ SCR）方法介紹 選擇性催化還原法是在 Ti— V 系列觸媒作用下，利用氨還原劑在 300～ 400oC 溫度范圍內(nèi)，將 NOx 還原為無(wú)害 N。 低 NOx 燃燒器的基本原理是將空氣分級(jí)及燃料分級(jí)原理應(yīng)用于燃燒器設(shè)計(jì)，盡可能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達(dá)到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設(shè)計(jì)的燃燒器就是低 NOx 燃燒器，一般可達(dá) 到 30～ 50％的脫硝率，以目前的排放值 750mg／ Nm3（平均值）計(jì)算。如此既降低了燃燒溫 度和速度，同時(shí)使該區(qū)域處于還原性氣氛，從而降低了 NOx 在該區(qū)域的生成量。該方法幾乎不增加占地面積。該方法配合空氣分 級(jí)燃燒可以達(dá)到 40％～ 50％的脫硝率，以目前的排放值750。在電廠現(xiàn)有的總干布置基礎(chǔ)上，充 分利用電廠一、二期工程爐后及煙囪附近的空閑場(chǎng)地進(jìn)行北侖電廠煙氣脫硫裝置總體布置。隨著國(guó)產(chǎn)化率的提高，原來(lái)嚴(yán)重制約著濕 法脫硫工藝在推廣應(yīng)用的工程初投資相比于干法脫硫工藝高的問題，正在逐步得到解決。拋棄方式，主要棄置于灰場(chǎng)或回填舊礦坑；回收利用方式，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等。 石灰石 石膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學(xué)反應(yīng)為 SO2+H2O→ H2SO3→ H+十 HSO3— ” CaCO3＋ 2H+→ Ca2+＋ H2O＋ CO2 HSO3— ＋ l／ 2O2→ H+＋ SO42— Ca2+＋ SO42＋ 2H2O→ CaSO4脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴、經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。當(dāng)然，目前超西煤粉再燃的技術(shù)成熟程度不高，但由于國(guó)內(nèi)外近年來(lái)加大了該方法的研究力度，預(yù)計(jì)在幾年內(nèi)，該方法的成熟度會(huì)有較大提高。 g／ Nm2，年排污費(fèi)為 1500 萬(wàn)元左右（隨總量收費(fèi)制度的施行，該數(shù)據(jù)將有很大增加）。燃燒器，超細(xì)煤粉再燃，天然氣再燃，選擇性催化還原法（ SCR）。 用模糊評(píng)判法進(jìn)行評(píng)判，上表的各因素可表示為： X={投資費(fèi)用、運(yùn)行成本、脫硝效率、技術(shù)成熟度 } 這里對(duì)各因素的評(píng)語(yǔ)劃分為“好”和“不好 ”兩種、“好”用數(shù)值“ 1”表示，“不好”用數(shù)值“ 0”表示，即： Y＝｛ 1， 0｝ 各個(gè)因素采用線性關(guān)系描述的隸屬函數(shù)，對(duì)于脫硝率、技術(shù)成熟度、設(shè)備運(yùn)行可靠性采用升半梯形分布。 表 3 一 1 200MW 機(jī)組 NOx 控制技術(shù)性能、成本、效率概要 鍋爐類型 NOx 控制手段 NOx 控制 水平 （ lb/MMbtu） NOx 脫除效率 % NOx 控制成 本 ($/ton) 煤粉對(duì)沖燃燒 火上風(fēng) 1530 4101100 煤粉對(duì)沖燃燒 低 NOx 燃燒器 3555 160450 煤粉對(duì)沖燃燒 低 NOx 燃燒器 +火上 風(fēng) 4060 270800 煤粉切 圓燃燒 LNBCOFA 2550 5001300 煤粉切圓燃燒 LNB+SOFA 2550 4201200 煤粉對(duì)沖燃燒 選擇性非催化 技術(shù) 3050 5901100 煤粉對(duì)沖燃燒 選擇性催化 技術(shù) 7585 17003200 煤粉切圓燃燒 選擇性非催化 技術(shù) 3050 6301300 煤粉切圓燃燒 選擇性催化 技術(shù) 7585 26005000 旋風(fēng)爐 天然氣再燃 4565 500800 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 BOOS 1550 230510 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 燃?xì)庠偃? 3050 3201000 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 低 NOx 燃燒器 2550 7501700 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 低 NOx 燃燒器 +火上風(fēng) +煙氣再燃 3080 900600 燃油 /燃?xì)? 切圓燃燒 BOOS 1535 340740 燃油 /燃?xì)? 切圓燃燒 低 NOx 燃燒器 1550 10005100 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 選擇性非催化 技術(shù) 3550 6701100 燃油 /燃?xì)? 對(duì)沖燃燒 選擇性催化 技術(shù) 7080 26004900 燃油 /燃?xì)? 選擇性非催化 3550 8002200 切圓燃燒 技術(shù) 燃油 /燃?xì)? 切圓燃燒 選擇性催化 技術(shù) 6585 36007400 北侖電廠脫硝方案優(yōu)選 北侖電廠屬 于己運(yùn)行大型電廠，成熟的脫硝工藝應(yīng)是首要考慮的和素，在以上介紹的各種脫硝技術(shù)中，許多方法都還處于研究或中試階段，距離大規(guī)模應(yīng)用還有不小的距離。 1/2H2O+2NH3+7/2H2O+CaSO3 NO+2NH4HSO3→ 1/2N2+(NH4)2SO4+SO2+H2O NO2+4NH4HSO3→ 1/2N2+2(NH4)2SO4+2SO2+2H2O 傳統(tǒng)濕式系統(tǒng)的普遍缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行成本和初投資較高。下面簡(jiǎn)單介紹同時(shí)脫硫脫硝的濕式系統(tǒng)： ○ 1 石灰 /石膏法 采用生石灰、消石灰和微粒碳酸鈣制成吸收液。該方法的 NOx 脫除率相當(dāng)可觀，其投資和運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)較低，但目前由于脈沖電源等技術(shù)尚不成熟，因此，距離大面積工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。采用ESP 或布袋均可，但選擇布袋更憂。 INCT 在 Kawecyn電廠采用了一種干底噴霧技術(shù)。產(chǎn)物用常規(guī)方法（ ESP 或布袋）收集，完成從氣相中的分離。由于部分相關(guān)技術(shù)的限制，目前在大型鍋爐上應(yīng)用尚有一定困難，但該技術(shù)具有 相當(dāng)理想的應(yīng)用前景。再經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，可生成一系列新物質(zhì)。 ②布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間 該法由于靜電除塵器無(wú)法在 300～ 400℃溫度下正常工作，因此 很少采用。該方法能達(dá)到 80％～ 90％的 NOX 降低率，因此，對(duì)于環(huán)保要求日益嚴(yán)格的地區(qū)，有相當(dāng)好的應(yīng)用前景。 煙氣處理脫硝技術(shù) 由于低 NOX 燃燒技術(shù)降低 NOX 的排放是比較低的（一般在 50％以上），因此，當(dāng)NOX 的排放標(biāo)準(zhǔn)要求比較嚴(yán)格時(shí)，就要考慮采用燃燒后的煙氣處理技術(shù)來(lái)降低 NOX 的排放量。當(dāng)?shù)蜔煔庵?NOX 接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生 下面的還原反應(yīng)： 4NH3＋ 4NO＋ O2 → 6H2O＋ 4N2 4NH3＋ 2NO2＋ O2 → 6H2O＋ 3N2 4NH3＋ 6NO → H6H2O ＋ 5N2 8NH3＋ 6NO2 → 12H2O＋ 7N2 采用該方法要解決好兩個(gè)問題：一是氨的噴射點(diǎn)選擇，要保證在 鍋爐負(fù)荷變動(dòng)的情況下，噴入的氨均能在 950～ 1050oC 范圍內(nèi)與煙氣反應(yīng)。下面著重介紹噴氨（或尿素）法。 二次風(fēng)再循環(huán)煙氣周界風(fēng)一次風(fēng)周界風(fēng)再循環(huán)煙氣 二次風(fēng)圖 39 日本三菱公司的 SGR 型煙氣再循環(huán)低 NOX 燃燒器 除以上三類低 NOx 燃燒器外，還有清華大學(xué)開發(fā)的 WQ 型煤粉預(yù)燃室低 NOX 燃燒器及火焰穩(wěn)定船式低 NOX 燃燒器，另外還有一些可同時(shí)脫硫脫硝的燃燒器，也在一定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。由圖可見，再循環(huán)煙氣不經(jīng)混合直接引入一次風(fēng)外面的區(qū)域，用以降低火焰溫度峰值和沖淡火焰中心的氧濃度，以抑制熱力和燃料型 NOX 的生成。在二級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)，不僅抑制了 NOX 的生成，而且在一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)生成的 NOX 也被還原。如圖所示： 1 為一次燃料的煤粉氣流噴口，煤粉氣流在噴口 1 附近著火并與族流二次風(fēng)混合，形成一級(jí)燃燒區(qū)。 ?燃料分級(jí)型低 NOx 燃燒器 （圖 3— 7）為燃料分級(jí)型低 N0x 燃燒器的示意圖。 該燃燒器 NOx 的排放濃度比 DRB 型還底30%～ 50%，且不會(huì)引起飛灰含碳量的明顯增加。此外，在一次風(fēng)噴口周圍還有一股冷空氣或煙氣，它對(duì)抑制揮發(fā)分析出和著人階段 NOx 的生成也起著較大作用。 典型的空氣分級(jí)低 NOx 燃燒器簡(jiǎn)介如下： 低 NOx 燃燒器的種類很多，一般可降低 NOx 排放濃度 30％～60％。當(dāng)煙氣再循環(huán)率為 15％～20％時(shí)，煤粉爐的 NOx 排放濃度可降低 25％左右。 四、煙氣再循環(huán) 在鍋爐的空氣預(yù)熱器前抽取一部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t膛（或與一次風(fēng)或二次風(fēng)混合后送入爐 膛）這樣既降低了燃燒溫度，也降低了氧氣濃度，因而可以降低 NOx 的排放濃度。其 余 15％～ 20％的燃料（二次燃料）則在主燃燒器上部送入二級(jí)燃燒區(qū)（再燃區(qū)），在 a＜ 1 的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級(jí)還原區(qū)生成的 NOx 在二級(jí)燃燒區(qū)被還原成氮分子（ N2），在再燃區(qū)中，不僅已生成的 NOx 得到還原，同時(shí)也抑制了新的 NOx 的生成，可進(jìn)一步降低 NOx 的排放濃度。該方法不僅適于新設(shè)計(jì)的鍋爐，還適宜于舊鍋爐的改造。此時(shí)一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)小于 1，如此既降低了燃燒溫度和速度，同時(shí)使該區(qū)域處于還原性氣氛，從而降低了 NOx 在該區(qū)域的生成量。一般來(lái)說(shuō)，采用該方法可以降低 NOx 的排放 15%～ 20