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火电厂脱硝技术综述 王文选、肖志均、夏怀祥 （大唐环境科技工程有限公司，北京，100089） 氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx 有多种不同 形式：N O 、NO 、NO 、N O 、N O 和 N O ，其中NO 和NO 是重要的大气污染物。 2 2 2 3 2 4 2 5 2 我国氮氧化物的排放量中70 ％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户， 因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。 研究表明，氮氧化物的生成途径有三种：（1）热力型NOx ，指空气中的氮气在高温 下氧化而生成NOx ；（2 ）燃料型NOx ，指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解， 继而进一步氧化而生成 NOx ；（3 ）快速型 NOx ，指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢 离子团如CH 等反应生成NOx 。在这三种形式中，快速型NOx 所占比例不到5 ％；在温 度低于 1300℃时，几乎没有热力型NOx 。对常规燃煤锅炉而言，NOx 主要通过燃料型 生成途径而产生。控制 NOx 排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一次措 施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx 生成量；二次措施是将已经生成的NOx 通过技术手段从烟气中脱除。 1. 脱硝技术介绍 降低NOx 排放主要有两种措施。 一是控制燃烧过程中NOx 的生成，即低NOx 燃 烧技术；二是对生成的NOx 进行处理，即烟气脱硝技术。 1.1 低NOx 燃烧技术 为了控制燃烧过程中NOx 的生成量所采取的措施原则为：（1）降低过量空气系数和 氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2 ）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；（3 ） 缩短烟气在高温区的停留时间等。低NOx 燃烧技术主要包括如下方法。 1.1.1 空气分级燃烧 燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx 生成都有很大影响。当过量空气系数a1，燃烧 区处于 “贫氧燃烧”状态时，对于抑制在该区中NOx 的生成量有明显效果。根据这一 原理，把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的 70％左右，从而即降低 了燃烧区的氧浓度也降低了燃烧区的温度水平。因此，第一级燃烧区的主要作用就是抑 制NOx 的生成并将燃烧过程推迟。燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃尽风喷 口送入炉膛与第一级所产生的烟气混合，完成整个燃烧过程。 炉内空气分级燃烧分轴向空气分级燃烧 （OFA 方式）和径向空气分级。轴向空气分 24 级将燃烧所需的空气分两部分送入炉膛：一部分为主二次风，约占总二次风量的70～85 ％，另一部分为燃尽风 （OFA ），约占总二次风量的 15～30 ％。炉内的燃烧分为三个区 域，热解区、贫氧区和富氧区。径向空气分级燃烧是在与烟气流垂直的炉膛截面上组织 分级燃烧。它是通过将二次风射流部分偏向炉墙来实现的。空气分级燃烧存在的问题是 二段空气量过大，会使不完全燃烧损失增大；煤粉炉由于还原性气氛易结渣、腐蚀。 1.1.2 燃料分级燃烧 在主燃烧器形成的初始燃烧区的上方喷入二次燃料，形成富燃料燃烧的再燃区，NOx 进入本区将被还原成 N2 。为了保证再燃区不完全燃烧产物的燃尽，在再燃区的上面还 需布置燃尽风喷口。改变再燃烧区的燃料与空气之比是控制 NOx 排放量的关键因素。 存在问题是为了减少不完全燃烧损失，需加空气对再燃区烟气进行三级燃烧，配风系统 比较复杂。 1.1.3 烟气再循环 该技术是把空气预热器前抽取的温度较低的烟气与燃烧用的空气混合，通过燃烧器 送入炉内从而降低燃烧温度和氧的浓度，达到降低 NOx 生成量的目的。存在的问题是 由于受燃烧稳定性的限制，一般再循环烟气率为15％～20 ％，投资和运行费较大，占地 面积大。 1.1.4 低NOx 燃烧器 通过特殊设计的燃烧器结构 （LNB）及改变通过燃烧器的风煤比例，以达到在燃烧 器着火区空气分级、燃烧分级或烟气再循环法的效果。在保证煤粉着火燃烧的同时，有 效抑制 NOx 的生成。如燃烧器出口燃料分股：浓淡煤粉燃烧。在煤粉管道上的煤粉浓 缩器使一次风分成水平方向上的浓淡两股气流，其中一股为煤粉浓度相对高的煤粉气 流，含大部分煤