燃?xì)怆姀SNOx減排技術(shù)現(xiàn)狀分析

燃?xì)怆姀S采用天然氣為燃料，NOx是主要污染物。按照控制位置不同，可將排放控制技術(shù)分為以下3類：燃?xì)廨啓C(jī)本體控制技術(shù)、余熱鍋爐SCR控制技術(shù)[6]和外部因素控制技術(shù)。燃?xì)鈾C(jī)組排放控制技術(shù)路線如圖2所示。

1.燃?xì)廨啓C(jī)本體控制技術(shù) 內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

目前，國(guó)內(nèi)外燃?xì)廨啓C(jī)NOx減排技術(shù)多樣，有燃燒室注水/注蒸汽技術(shù)、干式低氮燃燒技術(shù)、催化燃燒技術(shù)等[7]，目前主流技術(shù)為干式低氮燃燒技術(shù)。針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)干式低氮燃燒的降氮技術(shù)路線主要有3種：機(jī)組燃燒調(diào)整、燃燒器部分功能優(yōu)化以及對(duì)現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器升級(jí)改造。目前以上技術(shù)主要由主機(jī)廠家掌握，下面以某主機(jī)廠家9F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的NOx減排技術(shù)路線為例進(jìn)行對(duì)比，如表4所示。

本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

綜上所述，主機(jī)廠商通過以上3種技術(shù)路線可以不同程度地降低燃?xì)廨啓C(jī)出口NOx排放濃度，但進(jìn)一步降低的潛力有限，會(huì)影響機(jī)組效率和燃燒穩(wěn)定性，且改造難度大、成本高(單臺(tái)改造成本最大將接近億元)。

本@文$內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

2.余熱鍋爐SCR控制技術(shù)及存在問題 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

SCR脫硝技術(shù)的原理是通過向余熱鍋爐煙道中噴入還原劑，將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?。常?guī)設(shè)計(jì)中，還原劑常采用液態(tài)無水氨、氨水或尿素。

內(nèi).容.來.自：中`國(guó)*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

SCR脫硝技術(shù)已成熟應(yīng)用于燃煤機(jī)組，燃?xì)怆姀S應(yīng)用較少，北京地區(qū)燃?xì)鈾C(jī)組為達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，均加裝了SCR脫硝系統(tǒng)，其他地區(qū)個(gè)別機(jī)組也加裝了SCR脫硝系統(tǒng)。相比燃煤機(jī)組，燃?xì)鈾C(jī)組加裝SCR脫硝系統(tǒng)初投資較低，一般為1500~2000萬元/臺(tái)。目前，已投運(yùn)的燃?xì)鈾C(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)可以在全負(fù)荷工況實(shí)現(xiàn)更低的NOx排放，但由于缺少相關(guān)技術(shù)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)積累，在設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)中還存在以下問題。 本文`內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

（1）設(shè)計(jì)問題 內(nèi).容.來.自：中`國(guó)*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

同燃煤機(jī)組相比，燃?xì)鈾C(jī)組的流場(chǎng)不均勻性顯著，如立式余熱鍋爐過渡段轉(zhuǎn)彎處和催化劑層入口處容易出現(xiàn)流場(chǎng)不均;臥式余熱鍋爐容易出現(xiàn)催化劑層上部流速低、下部流速高等問題。已投產(chǎn)SCR脫硝系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)未充分考慮這一特性，或未針對(duì)這一情況采取優(yōu)化措施，導(dǎo)致投產(chǎn)后影響脫硝效果，達(dá)不到設(shè)計(jì)效率。

近幾年投產(chǎn)的大部分燃?xì)鈾C(jī)組雖然在設(shè)計(jì)階段考慮了預(yù)留脫硝系統(tǒng)位置，但預(yù)留空間普遍偏小，預(yù)留空間在3~5m，一方面將給后期加裝SCR脫硝系統(tǒng)工程帶來極大不便，另一方面將會(huì)影響SCR脫硝系統(tǒng)噴氨均勻性。根據(jù)ANSYS流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算，預(yù)留空間越大，SCR脫硝系統(tǒng)入口前的噴氨混合越均勻，如圖3所示。 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

圖3脫硝模型與噴氨格柵后不同截面氨濃度對(duì)比 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

（2）設(shè)備問題

催化劑問題

目前，燃?xì)怆姀S使用的脫硝催化劑以進(jìn)口為主，價(jià)格高，單價(jià)為1.0~1.2萬美元/m3，約為國(guó)產(chǎn)燃煤脫硝催化劑的5~8倍，且存在供貨周期長(zhǎng)、維護(hù)不便等弊端[9]。

本文+內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳+排.放_(tái)交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

國(guó)產(chǎn)燃?xì)怆姀S用SCR催化劑已取得一定進(jìn)展，但在制造設(shè)備、工藝、成品率控制等方面與國(guó)外廠家仍有一定距離。以蜂窩式催化劑為例，相比某國(guó)外催化劑，某國(guó)產(chǎn)催化劑的化學(xué)組分差異不大，但受限于制造工藝，比表面積偏小、脫硝效率偏低，詳見表5。同時(shí)國(guó)產(chǎn)波紋板式催化劑也存在類似問題。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

本+文+內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

CEMS系統(tǒng)問題 內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

燃?xì)怆姀S在線污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備(CEMS)也存在量程選擇不當(dāng)、精度不夠、未設(shè)置NO2檢測(cè)功能[10-11]等問題。由于脫硝系統(tǒng)的噴氨量與CEMS測(cè)量結(jié)果在控制系統(tǒng)中相關(guān)聯(lián)，實(shí)際測(cè)量過程中，NOx濃度應(yīng)該包含NO和NO2。但現(xiàn)有NOx的檢測(cè)和計(jì)算方法與實(shí)際情況差異明顯，未能真實(shí)地反映NOx濃度。如表6所示，機(jī)組在正常負(fù)荷下，實(shí)際檢出的NO2體積分?jǐn)?shù)可占NOx體積分?jǐn)?shù)的20%左右。目前，大部分燃?xì)怆姀SNOx檢測(cè)只考慮了NO，即使小部分電廠考慮了NO2，但只參考燃煤機(jī)組的體積占比(通常按5%)[12]。因此，燃?xì)怆姀S配置功能全面和精度更高的CEMS檢測(cè)系統(tǒng)，將準(zhǔn)確地獲得現(xiàn)有燃?xì)怆姀S的真實(shí)污染物排放水平，并為后續(xù)制定科學(xué)的減排措施提供數(shù)據(jù)支撐。 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳+排.放_(tái)交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

（3）運(yùn)行維護(hù)問題

禸嫆@唻洎：狆國(guó)湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

部分燃?xì)怆姀S脫硝系統(tǒng)受制于安裝空間有限、噴氨控制策略考慮不周，加之運(yùn)行時(shí)間短、經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組與燃煤機(jī)組脫硝系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律差異認(rèn)識(shí)不夠，造成SCR脫硝效率偏低。如圖4所示，某燃?xì)怆姀S脫硝系統(tǒng)運(yùn)行效率很多時(shí)段低于50%。 內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

禸嫆@唻洎：狆國(guó)湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

此外，還缺乏對(duì)脫硝系統(tǒng)的精細(xì)化運(yùn)行管理，例如：自動(dòng)噴氨邏輯控制嚴(yán)重滯后的情況下，存在過噴情況，導(dǎo)致氨逃逸率偏高。 本*文`內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

3.外部因素控制技術(shù) 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳|排 放_(tái)交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

除與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)和余熱鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)有關(guān)外，燃?xì)鈾C(jī)組排放狀況還受外部因素的影響。目前可控的外部因素主要有：天然氣成分、進(jìn)氣溫濕度、天然氣溫度等[13]。但目前該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，應(yīng)用案例不多。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院曾聯(lián)合中科院工程熱物理所開展低熱值燃料摻燒來降低NOx排放的相關(guān)研究[14],通過在天然氣中摻入不同比例的低熱值醇基燃料，可在一定程度上降低NOx排放質(zhì)量濃度，如表7所示。該研究成果還未在全壓全溫全尺寸燃燒室上驗(yàn)證，距產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有一定距離。 本+文`內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣溫濕度也能在一定程度上降低NOx排放。表8為某電廠機(jī)組環(huán)境溫濕度波動(dòng)對(duì)NOx排放質(zhì)量濃度的影響情況[15]。目前國(guó)外有使用噴霧冷卻來降低NOx排放的案例，但國(guó)內(nèi)未見類似應(yīng)用。

本+文內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

綜上所述，上述3種技術(shù)方案均對(duì)降低NOx排放具有積極作用，但相對(duì)而言，余熱鍋爐SCR控制技術(shù)優(yōu)化空間大，國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例多，未來將是燃?xì)怆姀S進(jìn)一步降低NOx的有效手段。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

【版權(quán)聲明】本網(wǎng)為公益類網(wǎng)站，本網(wǎng)站刊載的所有內(nèi)容，均已署名來源和作者，僅供訪問者個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞之用，如有侵權(quán)請(qǐng)權(quán)利人予以告知，本站將立即做刪除處理（QQ：51999076）。