环保技术
环保新形势下燃机脱硝技术选择
王飞
(浙江省电力设计院
浙江杭州310012)
传源南环境 187220
摘要随着全社会对环保的关注，燃机电厂的NOx(氮氧化物)的排放目益受到重视。重点研究了燃机的燃烧中脱硝与燃烧后脱硝。并比较了然烧后脱硝的脱硝剂及催化剂的选用。通过技术经济比较，对燃机达到低NOx排放提出了推荐技术方案，对于燃机电厂脱确工程有借鉴作用。
关键词燃机燃烧脱硝技术
脱确剂
维化剂
中图分类号：X77
文献标识码：A
文章编号：1672-9064(2015)01-075-03
氮氧化物(NOx)的排放是酸雨的形成和对大气中臭氧层破坏的重要原因之一。据(2013中国环境统计年鉴》数据， 2013年我国的NOx排放量为2337万t，其中工业排放1658 万t。在这其中，电厂无疑是排放大户。鉴于我国的能源消耗量今后将随经济的发展不断增长，如不加强NOx的排放控制，NOx将对我国大气环境造成严重的污染
虽然燃机电厂与燃煤电厂相比，NOx的排放量要小的
多。但随着西气东输工程的实施，燃机电厂工程建设较多。面且燃机电厂的烟气量较大，故燃机电厂的NOx排放总量也不容忽视。《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011）对燃机电厂的NOx排放值做出了明确的要求，以天然气为燃料的燃气轮机机组，NOx排放量不得高于50mg/Nm。
正是在这种背景下，本文通过研究燃机NOx产生的机
理开始，结合燃机燃烧中控制NOx和燃烧后控制NOx，导找
适合燃机电厂脱硝的技术路线燃机NOx产生机理
燃机机组产生的氮氧化物（NOx）主要含有一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO),其中NO占NOx总量的大部分。在天然气燃烧过程中氮氧化物的生成量与天然气的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关。研究表明，在天然气的燃烧过程中生成NOx的主要途径有3个：
(1)燃料型NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解后氧化而生成的NOx。
(2)热力型NOx，它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的NOx。
(3)快速型NOx，它是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如HC等反应生成的NOx。
这3种类型的NOx，其各自的生成量和天然气的燃烧温度有关，在燃气轮机中，热力型与快速型NOx是主要的，燃料型较少。由于燃机机组燃烧温度较高，当空气过量系数大时，很容易生成NOx。
从研究燃机机组NOx产生的机理，很容易发现控制燃机的NOx排放有两种途径；一种是在上游减少燃机燃烧时 NOx的生成量，我们称之为燃烧中控制；另一种是在下游将生成的NOx除去，我们称之为燃烧后控制。
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燃机燃烧中控制NOx生成技术
燃烧中控制包括加入稀释剂和干法降低两种方法。
加人稀释剂，就是在燃烧室中注人水或者水蒸气，这样
降低了火焰温度同时也降低了NOx。加人稀释剂（主要是水和水蒸气)的方法可用在各种燃料中，该技术已被广泛的使用在燃气轮机之中。加入稀释剂能有效的降低NOx，但加人稀释剂后可能降低燃气轮机的效率，增加轮机和燃烧室的磨损。和干法相比，稀释剂加入法更适于燃油轮机，它的成本比较低，使用更经济。
干法降低NOx，就是指通过预混贫燃来降低NOx，而不需要稀释剂或者催化剂。使用此方法的燃烧器一般采用天然气作为燃料，因为液体燃料油不容易预混，通常不作为此燃
烧器的燃料。图1是普通燃烧和预混贫燃的比较图。
从图1中可以看出，在预混贫燃燃烧器中，空气和燃料气预混后才进人燃烧室，这样避免
普通想烧地
预测资地
凝洗器
主世料董点落
蛋激
器流扩散火始预温资意火始
围1普通燃烧与预混黄燃比较
了快速NOx的产生。面二次空气的混人，则降低了燃烧温度，大大减少了热力型NOx的产生。当然这种燃烧器的燃烧室比普通燃烧器的燃烧室要大，可能不适于一些燃机。另外预混贫燃仅适于气体燃料，而对于气体燃料和油燃料混用的燃机来说则不太合适。这些情况可能限制预混贫燃技术的使用。
从以上对比可知，燃烧中控制技术，对单一的天然气燃机，首选是干法；面对采用油燃料或者天然气和油双燃料的燃机，则可选择加人稀释剂法。
燃机燃烧后控制NOx生成技术 3
燃烧后控制即对烟气中的NOx进行脱除。目前较为成熟的气相烟气脱硝技术有：SCR（SelectiveCatalyticReduc
基金项目：浙江省重点科技创新团队项目2011R50017
作者简介：王飞(1979~)，浙江龙游人，高级工程师，国家注册公用设备工程师（动力专业)。2001年新江大学热能工程专业本科单业，华点电力大学工程硕士。现就职于新江省电力设计院，从事火力发电厂、燃机电厂、脱础脱项、除尘等设计工作。
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