电力火力发电厂烟气脱硝技术及应用.ppt
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1、火力发电厂烟气脱硝技术及应用,2011.2.16 武汉,一 火力发电厂氮氧化物排放政策二 火力发电厂减少氮氧化物排放技术三 烟气脱硝工艺方案及国内外应用概况四 烟气脱硝工程投资及运行成本五 国内运行烟气脱硝装置情况简介,火力发电厂烟气脱硝技术及应用,火力发电厂氮氧化物排放政策,火力发电厂氮氧化物排放政策,火力发电厂氮氧化物排放政策,目前火力发电厂氮氧化物排放标准 2004年1月1日起火电厂建设开始执行新版火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003),其中明确要求“第3时段火力发电锅炉须预留烟气脱除氮氧化物装置空间”。,火力发电锅炉及燃气轮机组NOx最高允许排放浓度(mg/Nm3),火力
2、发电厂氮氧化物排放政策,2.修订中的火力发电厂氮氧化物排放标准 根据最新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-20 xx)修订报批稿中的规定:对现有机组:自2011年1月1日起执行表1中第一阶段大气污染物排放标准;自2015年1月1日起执行表1中第二阶段大气污染物排放标准。2004年1月1日以后通过环评的燃煤机组的氮氧化物排放标准为200mg/mg3。重点地区现有电厂2013年1月1日起执行表2中大气污染物排放标准;对新建机组:自2011年1月1日起执行表2中大气污染物排放标准,即燃煤机组的氮氧化物排放标准全部为200mg/mg3;重点地区执行表3中大气污染物排放标准,即燃煤机组的氮氧化
3、物排放标准全部为100mg/mg3。,火力发电厂氮氧化物排放政策,火力发电厂氮氧化物排放政策,火力发电厂氮氧化物排放政策,火力发电厂氮氧化物排放政策,3.排污费的征收 按国家目前的废气排污费征收标准,氮氧化物从2004年7月1日起按每一污染当量(该污染物的排放量(千克)/该污染物的污染当量值(0.95千克)0.6元收费。对超过国家或者地方规定排放标准的污染物,应在该种污染物排污费收费额基础上加1倍征收超标准排污费。,火力发电厂氮氧化物排放政策,1.烟气中NOx的形成机理2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,二 火力发电厂减少氮氧化物排放技术,1.烟气中NOx的形成
4、机理,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,电厂燃煤锅炉燃烧时生成的氮氧化物NOx,按生成来源有三种类型:热力型NOx:空气中的氮气在高温下氧化生成NOx。燃料型NOx:燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后氧化生成的NOx。速度型NOx:燃烧时空气中氮气和燃料中的碳氢化合物反应生成的NOx。通常热力型NOx占总NOx的25,燃料型NOx占总NOx的75,速度型NOx所占份额很少。,1.烟气中NOx的形成机理,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,据研究表明,热力型NOx生成量与燃烧区反应温度、氧浓度和停留时间有关,其中反应温度对生成量的影响超过氧浓度和停留时间对生成量的影响,当燃烧区温度超过1300,NO
5、x生成量将与反应温度呈指数关系上升。燃料型NOx生成量随着燃料中的氧氮比、燃烧温度和着火阶段氧浓度的增加而增加。因此,降低锅炉排烟中的NOx含量,首先是控制锅炉燃烧,降低燃烧过程中的燃烧温度和氧浓度是最有效的方法,但这与锅炉燃烧强度和燃烧效率的要求相矛盾,因此如何协调这对矛盾是降低锅炉烟气NOx生成量的关键技术。,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,燃烧控制脱硝技术,烟气脱硝技术,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,燃烧控制脱硝技术,低NOx燃烧器技术,炉膛空气分级燃烧技术,燃料分级燃烧技术,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火
6、力发电厂减少氮氧化物排放技术,低NOx燃烧器技术,目前低NOx燃烧器的主要型式是浓淡燃烧器,它把煤粉空气混合物分离成浓煤粉流和淡煤粉流两股气流,这样可在一次风总量不变前提下改变煤粉流中的煤粉浓度。浓粉流中的煤粉在欠空气量(过量空气系数远小于1)下燃烧,因氧浓度不足,氮得不到氧化,NOx生成量降低。淡粉流中的煤粉在过量空气下燃烧,使煤粉充分燃尽,但是由于风量大,此区域温度降低,同时也抑制了NOx的生成。我国目前广泛使用的浓淡燃烧器有:PM型直流式浓淡燃烧器 WR摆动型浓淡燃烧器 立式旋风分离型浓淡燃烧器 轴向旋流浓淡燃烧器和径向旋流浓淡燃烧器等,这些燃烧器配合炉膛低过量空气燃烧,能使燃烧烟煤生成
7、的NOx量降低到400450mg/m3。,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,炉膛空气分级燃烧技术,炉膛空气分级燃烧技术是将燃烧所需的空气分级送入燃烧区。第一级空气量为总空气量的7075,由主燃烧器送入炉膛,煤粉在缺氧富燃条件下燃烧,其燃烧区称为一次燃烧区。在此区域煤粉中的氮分解生成大量中间活性产物HN、HCN、CN、NHi等,它们相互复合,或将已有的NOx进行还原分解,从而抑制了NOx的生成。第二级空气量为总空气量的1525,在距主燃烧器有一定距离的上方被送入炉膛,使煤粉进入空气过量区燃烧,直至全部燃尽为止,此区域称为二次燃烧区,第二级空气也称为燃烬风。虽然二
8、次燃烧区空气量较大,但是二次燃烧区温度不高,煤粉中的氮转变成NOx的量也不会太多,使得总的NOx生成量得到控制。,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,炉膛空气分级燃烧技术,在炉膛空气分级燃烧技术中,燃烬风喷口距离最高层主燃烧器要有一定距离,保证还原性气氛区有足够的高度,使得煤粉在一次燃烧区燃烧生成的NOx能有充分的停留时间,还原成N2。空气分级燃烧技术在我国应用较为广泛,据资料显示,我国300MW及其以上机组80应用了空气分级燃烧技术。国外应用更为广泛,其中美国应用基于空气分级燃烧的低NOx燃烧器改造燃煤锅炉工程达到380台,应用炉膛空气分级改造的燃煤锅炉工程达
9、120台,机组容量分别为130GW和50GW。,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,炉膛空气分级燃烧技术,在炉膛空气分级燃烧技术中,燃烬风喷口距离最高层主燃烧器要有一定距离,保证还原性气氛区有足够的高度,使得煤粉在一次燃烧区燃烧生成的NOx能有充分的停留时间,还原成N2。空气分级燃烧技术在我国应用较为广泛,据资料显示,我国300MW及其以上机组80应用了空气分级燃烧技术。国外应用更为广泛,其中美国应用基于空气分级燃烧的低NOx燃烧器改造燃煤锅炉工程达到380台,应用炉膛空气分级改造的燃煤锅炉工程达120台,机组容量分别为130GW和50GW。,2.火电厂减少氮氧
10、化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,燃料分级燃烧技术,燃料分级燃烧技术是将两种燃料或同种燃料置于三个区域中燃烧。第一燃烧区是氧化性区域或稍还原性区域,主燃料在此区域燃烧,并生成NOx。第二燃烧区是还原区域,二次燃料送入后生成碳氢化合物基团,与来自第一燃烧区烟气中的NOx进行还原反应,将NOx还原为N2。第三燃烧区是燃尽区,送入燃尽风使燃料全部燃尽。,2.火电厂减少氮氧化物排放技术简介,火力发电厂减少氮氧化物排放技术,燃料分级燃烧技术,二次燃料从主燃烧器上部喷入炉膛,在炉膛中停留时间短,因此要求二次燃料挥发份高、易着火,同时还要求二次燃料含氮量低,以减少NOx排放量。最理想的二次燃
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