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環(huán)保新形勢下燃機脫硝技術(shù)選擇

文檔作者：王飛文檔來源：浙江省電力設(shè)計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年11月17日
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環(huán)保新形勢下燃機脫硝技術(shù)選擇
王Is
(浙江省電力設(shè)計院浙江杭州310012)
摘要隨著全社會對環(huán)保的關(guān)注，燃機電廠的NOx(氮氧化物)的排放日益受到重視。重點研究了燃機的燃燒中脫硝與燃
燒后脫硝。并比較了燃燒后脫硝的脫硝劑及催化劑的選用。通過技術(shù)經(jīng)濟比較，對燃機達到低NOx排放提出了推薦技術(shù)方案，
對于燃機電廠脫硝工程有借鑒作用．
關(guān)鍵詞燃機燃燒脫硝技術(shù)脫硝劑催化劑
中圖分類號：X77 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2015)01—075—03
氮氧化物(NOx)的排放是酸雨的形成和對大氣中臭氧
層破壞的重要原因之一。據(jù)((2013中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，
2013年我國的NOx排放量為2337萬t．其中工業(yè)排放1658
萬t。在這其中．電廠無疑是排放大戶。鑒于我國的能源消耗
量今后將隨經(jīng)濟的發(fā)展不斷增長．如不加強NOx的排放控
制．NOx將對我國大氣環(huán)境造成嚴重的污染。
雖然燃機電廠與燃煤電廠相比．NOx的排放量要小的
多。但隨著西氣東輸工程的實施．燃機電廠工程建設(shè)較多。而
且燃機電廠的煙氣量較大．故燃機電廠的NOx排放總量也
不容忽視?！痘痣姀S大氣污染物排放標準》(GBl3223—2011)
對燃機電廠的NOx排放值做出了明確的要求．以天然氣為
燃料的燃氣輪機機組．NOx排放量不得高于50mg／Nm3。
正是在這種背景下．本文通過研究燃機NOx產(chǎn)生的機
理開始．結(jié)合燃機燃燒中控制NOx和燃燒后控制NOx．尋找
適合燃機電廠脫硝的技術(shù)路線。
l 燃機NOx產(chǎn)生機理
燃機機組產(chǎn)生的氮氧化物fNOx)主要含有一氧化氮
(NO)和二氧化氮(NO：)，其中NO占NOx總量的大部分。在
天然氣燃燒過程中氮氧化物的生成量與天然氣的燃燒方式．
特別是燃燒溫度和過量空氣系數(shù)等燃燒條件有關(guān)。研究表
明．在天然氣的燃燒過程中生成NOx的主要途徑有3個：
(1)燃料型NOx．它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過
程中熱分解后氧化而生成的NOx。
(2)熱力型NOx．它是空氣中的氮氣在高溫下氧化而生
成的NOx。
(3)快速型NOx．它是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳
氫離子團如HC等反應(yīng)生成的N0x。
這3種類型的NOx．其各自的生成量和天然氣的燃燒溫
度有關(guān)．在燃氣輪機中．熱力型與快速型NOx是主要的．燃
料型較少。由于燃機機組燃燒溫度較高．當(dāng)空氣過量系數(shù)大
時．很容易生成NOx。
從研究燃機機組NOx產(chǎn)生的機理．很容易發(fā)現(xiàn)控制燃
機的NOx排放有兩種途徑：一種是在上游減少燃機燃燒時
NOx的生成量．我們稱之為燃燒中控制：另一種是在下游將
生成的NOx除去．我們稱之為燃燒后控制。
2燃機燃燒中控制N0x生成技術(shù)
燃燒中控制包括加入稀釋劑和干法降低兩種方法。
加入稀釋劑．就是在燃燒室中注入水或者水蒸氣．這樣
降低了火焰溫度同時也降低了NOx。加入稀釋劑(主要是水
和水蒸氣)的方法可用在各種燃料中．該技術(shù)已被廣泛的使
用在燃氣輪機之中。加入稀釋劑能有效的降低NOx．但加入
稀釋劑后可能降低燃氣輪機的效率．增加輪機和燃燒室的磨
損。和干法相比．稀釋劑加入法更適于燃油輪機．它的成本比
較低．使用更經(jīng)濟．
干法降低NOx．就是指通過預(yù)混貧燃來降低NOx．而不
需要稀釋劑或者催化劑。使用此方法的燃燒器一般采用天然
氣作為燃料．因為液體燃料油不容易預(yù)混．通常不作為此燃
燒器的燃料。
圖1是普通燃
燒和預(yù)}昆貧燃
的比較圖。
從圖1中
可以看出．在
預(yù)混貧燃燃燒
器中．空氣和
燃料氣預(yù)t昆后
才進入燃燒
室．這樣避免圖1 普通燃燒與預(yù)混貧燃比較
了快速NOx的產(chǎn)生。而二次空氣的混入．則降低了燃燒溫
度．大大減少了熱力型NOx的產(chǎn)生。當(dāng)然這種燃燒器的燃燒
室比普通燃燒器的燃燒室要大．可能不適于一些燃機。另外
預(yù)混貧燃僅適于氣體燃料．而對于氣體燃料和油燃料混用的
燃機來說則不太合適。這些情況可能限制預(yù)混貧燃技術(shù)的使
用。
從以上對比可知．燃燒中控制技術(shù)．對單一的天然氣燃
機，首選是干法；而對采用油燃料或者天然氣和油雙燃料的
燃機．則可選擇加入稀釋劑法。
3 燃機燃燒后控制NOx生成技術(shù)
燃燒后控制即對煙氣中的NOx進行脫除。目前較為成
熟的氣相煙氣脫硝技術(shù)有：SCR(Selective Catalytic Reduc．
基金項目：浙江省重點科技創(chuàng)新團隊項目2011R50017
作者簡介：王飛(1979～)，浙江龍游人，高級工程師，國家注冊公用設(shè)備工程師(動力專業(yè))。2001年浙江大學(xué)熱能工程專業(yè)本科畢業(yè)，華北電力
大學(xué)工程碩士。現(xiàn)就職于浙江省電力設(shè)計院，從事火力發(fā)電廠、燃機電廠、脫硫脫硝、除塵等設(shè)計工作。

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