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1.3NOx超低排放技术
目前国内外能够实际应用于电厂燃煤锅炉的NOx减排技术包括低氮燃烧技术和选择性催化还原(ive-catalytic-reduction,SCR)脱硝技术。低氮燃烧技术因其投资少、运行费用低、无二次污染等优点,我国将其作为首选技术,但当前的低氮燃烧技术水平仍难以达到最新的《火电厂大气污染物排放标准》关于NOx的排放指标以及超低排放要求,因此仍需要在尾部烟道加SCR,目前低氮燃烧技术+SCR已成为我国NOx减排控制的大趋势。
1.3.1低氮燃烧技术
低氮燃烧技术的主要思路是抑制燃烧过程中NOx的生成反应速率,或使已生成的NOx被部分还原。要实现NOx的超低排放,同时降低脱硝成本,则必然需要对低氮燃烧技术进行深入研究以降低锅炉出口NOx的排放浓度,以减轻SCR的负担。
双尺度低氮燃烧技术是近年来较为常用的一种新技术,通过炉内射流组合使在空间尺度上中心区和近壁区温度场、速度场、颗粒浓度场特性差异化,在过程尺度上相关节点区段对一次风射流特殊组合,从而在2个尺度上形成低氮、防渣、稳燃功能的特性。双尺度低氮改造完成台数已近400余台,其中2013年完成106台,国华宁海电厂3号炉低氮改造后,NOx可实现低于100mg/m3。墙式布置的旋流燃烧器低氮改造已完成近50台,W火焰锅炉完成5台炉改造,均取得很好的改造效果。
1.3.2SCR脱硝技术
SCR脱硝工艺由美国Englehard公司开发,而由日本在20世纪70年代工业化,目前商业应用最为广泛。SCR脱硝的原理是:一定温度条件下(320~420℃),在催化剂作用下,喷入NH3与NOx反应生成N2和H2O,从而达到脱硝的目的。国外SCR技术供应商主要包括:美国Babcock公司、美国Foster-Wheeler公司、日本三菱重工公司、日本石川岛公司、德国Balcke-Durr公司;国内目前已经有国电龙源、中电投远达、华电工程、东 方 电 气等单位引进或开发该技术,并且已经在国内拥有较多的工程业绩。
催化剂是SCR反应器的核心元件。国外催化剂工厂主要包括:丹麦Topsoe公司、德国Argillon公司,美国Cormetech公司。目前我国催化剂生产技术和原材料还依赖国外,价格较高,导致脱硝成本较高。因此,实现催化剂的生产技术和原材料的国产化、降低催化剂成本并生产出适应我国烟气条件的SCR催化剂,是我国脱硝产业当前面临的最迫切难题,是推动NOx减排的必由之路。
2燃煤烟气污染物超低排放技术路线
为了达到烟气超低排放的技术指标,必须对目前使用的烟气治理技术进行整合、优化,统筹考虑,充分发掘各自技术的潜力,发挥各技术的优点又能做到关联技术的互相配合互补,达到有效利用烟气的资源,实现烟气综合治理,从而形成一体化的烟气治理工艺体系的目的,实现超低排放的要求。要实现燃煤烟气污染物的超低排放,需要对煤质条件提出要求,一般情况下低硫、低灰、高挥发份、高热值的烟煤较为理想。针对烟气中的烟尘、SO2、NOx主要污染物超低排放的要求,即烟尘<5mg/m3、SO2<35mg/m3、NOx<50mg/m3,本文结合某电厂新建600MW机组选用的超低排放技术路线进行说明,如图2所示。需要指出的是,该方案仅是可选技术路线之一,还需根据燃煤电厂污染物排放要求,燃煤煤质、燃烧器型号、锅炉炉型等因素进行调整。
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