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一、背景
2014年9月12日,国家发改委、国家环保部、国家能源局联合发文“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的通知”中要求,稳步推进东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组和有条件的30万千瓦以下公用燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造。燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。针对“行动计划”,国内火力发电集团提出了“超净排放(50、35、5(氮氧化物、二氧化硫、烟尘浓度))”、“近零排放”、“超低排放”、“绿色发电”等类似的口号。
二、目前主流的近零排放技术解决方案
1.主流脱硝解决方案
1.1低氮燃烧器改造
常规低氮燃烧器约75%的NOX是在燃尽风区域产生的,低低氮燃烧器是通过改造燃烧器,调整二次风和燃尽风的配比,增加燃尽风的比例,大幅度减少燃尽风区域产生的NOX,从而有效降低NOX排放。
图1 低低氮燃烧器改造的优势分析
1.2 SCR选择性催化还原技术脱硝,增加备用催化剂层提高脱硝效率。
催化剂加层是简单有效的提高脱硝效率、降低NOX排放的方法,目前在各大电厂超低排放改造中广泛使用。通过增加催化剂和喷氨量,可以进一步增加烟气中NOX和氨的反应量,减少NOX排放。
小结:两种改造方式投资都比较高,相比之下,燃烧器改造的一次性投入大,而催化剂加层的运行成本很大,远期投资要比低低氮燃烧器要大得多。低氮燃烧器改造用于四角切圆直流燃烧器的比较多,改造也都比较成功,而用于对冲布置的旋流燃烧器的案例较少,而且经常会带来屏过结焦严重、超温等影响锅炉安全运行的问题,对于炉膛出口烟温和排烟温度较高、容易结焦的锅炉来说不是太合适。
相比之下脱硝催化剂加层的效果是比较确定的,脱硝加层会带来100-150Pa的阻力增加,影响不大,但是单纯依靠加层和增加喷氨量来提高脱硝效率,将会带来氨逃逸的增多,同时SO2转SO3的数量也会增大,逃逸的NH3与SO3反应生成NH4HSO4,该物质在150-190℃时为鼻涕状粘稠物质,增加的 NH4HSO4可能会造成空预器差压上升甚至造成堵塞,影响空预器的运行效率和运行安全。
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