中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)降低NOx排放的措施

0 引言

氮氧化物俗稱NO

，是指燃料在與空氣混合燃燒后的煙氣中存在的一種大氣污染物，主要由一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO

）等氣體組成。NO

的生成量與燃燒溫度及空氣過量系數(shù)有直接關(guān)系。研究表明，在天然氣的燃燒過程中生成的NO

主要有3種

：

1）燃料型NO

，由燃料中的含氮物質(zhì)受熱分離氧化而成。

流水段管理可將整個工程按照施工工藝或工序要求劃分為一個可管理的工作層面，合理劃分進(jìn)度計劃、資源供給、施工流水等。BIM技術(shù)可提高施工組織協(xié)調(diào)的有效性，實現(xiàn)合理的施工流水劃分，為各專業(yè)施工方建立良好的工作面協(xié)調(diào)管理而提供支持和依據(jù)。

2）熱力型NO

，N

在高溫條件下與O

反應(yīng)而成。

教師培訓(xùn)項目中培訓(xùn)目標(biāo)的確定至關(guān)重要，不僅有助于明確培訓(xùn)課程與培訓(xùn)目的的銜接關(guān)系，明確課程設(shè)計工作的方向，而且有助于課程內(nèi)容的選擇與組織，并可作為課程實施的依據(jù)和課程評價的準(zhǔn)則。[2]培訓(xùn)目標(biāo)的確定是整個培訓(xùn)課程的核心，具有定位與指導(dǎo)作用。教師專業(yè)發(fā)展階段的“關(guān)注論”和嬗變學(xué)習(xí)理論，可以為確定新任教師培訓(xùn)目標(biāo)提供一定的啟示。

3）快速型NO

，高溫條件下N

和燃料中的CH離子團(tuán)反應(yīng)而成。

燃燒后控制即對煙氣中的NO

進(jìn)行脫除。目前較為成熟的氣相煙氣脫硝技術(shù)有：SCR（Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原法）、SNCR（選擇性非催化還原法）

。

1 NOx的減排控制

1.1 燃燒中控制

1）噴水降溫

由于熱力型NO

主要由空氣中N

氧化而來，因此可以考慮通過噴水或水蒸氣的方法，適當(dāng)降低燃燒室溫度，以減少NO

的產(chǎn)生。這項技術(shù)早在20世紀(jì)80年代就已成熟，且具有明顯效果

。此噴水降溫法的優(yōu)點在于保留原有燃燒室結(jié)構(gòu)，可以廣泛應(yīng)用于在運機(jī)組的改造。如今的新建機(jī)組中，噴水裝置也作為常規(guī)配置，可自由投用或退出。

2）干法降低

干法降低是指通過預(yù)混貧燃來降低NO

，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。普通燃燒和預(yù)混貧燃的比較見圖1。

割臺主傳動軸纏繞雜草造成過橋輸送爬鏈跳齒故障，建議考慮爬鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計、鏈條質(zhì)量，改進(jìn)過橋輸送爬鏈箱體結(jié)構(gòu)。

從圖1可見，在預(yù)混貧燃燃燒器中，空氣和燃料氣預(yù)混后進(jìn)入燃燒室，這樣避免了NO

的快速產(chǎn)生

。而二次空氣的混入，則降低了燃燒溫度，大幅減少了熱力型NO

的產(chǎn)生。

3）惰性稀釋劑

由于燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度相對較低，無法達(dá)到950～1 100℃的溫度范圍，如在燃?xì)廨啓C(jī)本體安裝SNCR設(shè)備也會影響機(jī)組的燃燒等，因此，燃?xì)廨啓C(jī)不適合配置SNCR設(shè)備。

中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)庵蠬

的含量較高，而H

具有燃燒快，火焰長的燃燒特點，極易發(fā)生回火，對設(shè)備造成損壞，影響燃燒的穩(wěn)定性，因此一般需要把燃料氣中的H

含量控制在約25%以下，常見的做法是回注惰性氣體，如N

、水蒸氣

。同時此方法還可以降低燃燒室溫度，起到降低NO

的效果。然而稀釋劑雖然能有效地降低NO

，但同時也可能會降低燃?xì)廨啓C(jī)的效率，增加燃燒室的磨損。

以適用IGCC項目的9E．03 MS型燃?xì)廨啓C(jī)為例，該機(jī)型采用傳統(tǒng)電機(jī)啟動，燃燒器采用輕油或者天然氣點火方式。燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器采用圓周上多筒布置，其點火過程是首先用輕油或者天然氣點燃一個或兩個燃燒器，當(dāng)燃燒室溫度升高到一定溫度時，其余燃燒器依次按圓周方向通過連焰管點燃。9E．03 MS型燃?xì)廨啓C(jī)需要回注N

，可由空分系統(tǒng)提供

，注N

量約為23 kg/s。另一種適用于IGCC項目的中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)來自上海電氣-安薩爾多，型號AE94．2K。該機(jī)型選用的稀釋劑為蒸汽，取自鍋爐汽水系統(tǒng)，注蒸汽量約為105．7 t/h。上述兩種燃?xì)廨啓C(jī)的主要參數(shù)見表1。

由表1可見，兩種燃?xì)廨啓C(jī)的參數(shù)接近，至于如何選擇適合相關(guān)項目的中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)，建議以當(dāng)?shù)厥袌龅恼羝麅r格和上網(wǎng)電價等邊界條件為依據(jù)，進(jìn)行詳盡的經(jīng)濟(jì)性測算后，再行決定。在相同供熱量的前提下，若以國內(nèi)某知名化工區(qū)的蒸汽價格220元/t、上網(wǎng)電價0．425 5元/kWh，及上述兩種型號燃?xì)廨啓C(jī)及其整套聯(lián)合循環(huán)的估算造價來初步計算比較這兩種中低熱值燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，可得到選用回注N

的GE公司燃?xì)廨啓C(jī)項目資本金內(nèi)部收益率為1．4%，而回注蒸汽的上海電氣燃?xì)廨啓C(jī)項目資本金內(nèi)部收益率僅為0．2%。

1.2 燃燒后控制

一般而言，中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)燃燒的合成氣主要成分為脫硫之后的CO和H

，因此燃料型和快速型NO

幾乎不存在?？紤]到燃燒室溫度較高，約1 500℃，當(dāng)空氣過量系數(shù)較大時，煙氣中的NO

以熱力型NO

為主。

1）選擇性非催化還原法（SNCR）

與SNCR技術(shù)相比，SCR技術(shù)還原劑的利用率較高，脫硝效率也較高，所以對降低NO

的排放，SCR技術(shù)比較有優(yōu)勢。其中，還原劑的選擇和催化劑的選擇是影響脫硝效率的關(guān)鍵因素。

嚴(yán)格說來統(tǒng)計學(xué)與概率論是相生相伴的，即使是古典概型中的等可能性假設(shè)也是基于人的經(jīng)驗，而這種經(jīng)驗無疑是反復(fù)試驗的結(jié)果．雖然統(tǒng)計的思想與方法自古就有，但作為專門的知識，統(tǒng)計學(xué)的產(chǎn)生比概率論稍微晚一些，距今300年左右的時間．對于統(tǒng)計學(xué)的思想闡述得最到位的一本書也許是D. Freedman的《統(tǒng)計學(xué)》，全書雖然公式極少，但對統(tǒng)計的思想方法敘述得很清楚，也許可以作為中學(xué)教師參考書的一個不錯的選擇．教師們可以參考其中部分章節(jié)，例如該書關(guān)于檢驗講述得通俗易懂（參見文[1]）．

2）選擇性催化還原法（SCR）

液氨是煙氣脫硝中使用最廣泛的還原劑，但是液氨作為重大危險源，存在安全隱患。對于其危險性，國家及行業(yè)諸多標(biāo)準(zhǔn)對其作了明確定義。在使用取證、日常維護(hù)及安全防范上還有許多工作要做，且這些工作將是長久的、煩瑣的。隨著安全管理的細(xì)化，液氨的限制將更加嚴(yán)格，安全管理成本、運輸成本可能會上升。

SNCR是在無催化劑存在下向煙氣中噴入還原劑尿素或氨，將NO

還原成N

和H

O。其特點是還原劑（NH

）噴入900～1 100℃的煙氣中，在NH

/NO

摩爾比2～3的情況下，脫硝效率30%～50%。

2 催化劑與還原劑的選擇

2.1 燃?xì)鈾C(jī)組脫硝催化劑

現(xiàn)代SCR裝置大多采用V

O

-TiO

-W/Mo系列催化劑。由于V

O

是催化劑的活性組分，其加入量直接關(guān)系到催化劑的活性，同時V

O

又是SO

轉(zhuǎn)化為SO

的催化劑，在燃煤機(jī)組催化劑中V

O

的比例受煙氣中SO

的制約，催化劑的活性不會太高。

而中低熱值燃?xì)鈾C(jī)組中煙氣有害成分很少，如粉塵、堿金屬、重金屬、砷等非常低，SO

也接近于0，因此，燃?xì)鈾C(jī)組催化劑不受SO

轉(zhuǎn)化率的影響，生產(chǎn)過程中可以增加V

O

的量，使催化劑的活性提高，如康寧70孔燃?xì)廨啓C(jī)催化劑初始活性系數(shù)K0≈69，另外催化劑在使用過程中失活很慢，24 000 h活性系數(shù)約Kt≈66～68，活性下降很少。由于不受粉塵的影響，可以選用很小孔徑的催化劑，使催化的比表面積很大，如通常使用的70孔催化劑的比表面積達(dá)1 668 m

/m

。

（1）術(shù)后并發(fā)癥：出血、感染、營養(yǎng)不良、壓瘡；（2）術(shù)后住院時間；（3）護(hù)理滿意度用本院自擬量表進(jìn)行統(tǒng)計，總分100分，評分越高越滿意；（4）術(shù)后負(fù)性情緒用抑郁自評量表（self-rating depression scale，SDS）、焦慮自評量表（self-rating anxiety scale，SAS）[4]進(jìn)行統(tǒng)計，評分均超過55分，說明負(fù)性情緒越嚴(yán)重；（5）出院后的隨訪依從性通過隨訪調(diào)查問卷進(jìn)行統(tǒng)計，有不依從、部分依從、完全依從三個等級，依從率=（總例數(shù)-不依從的例數(shù)）/總例數(shù)×100%；（6）出院后的生活質(zhì)量用SF-36量表進(jìn)行統(tǒng)計處理，總分100分，評分越高，生活質(zhì)量越高。

目前SCR法所使用的催化劑有三種型式：平板式、蜂窩式、波紋式。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負(fù)載上含有活性成分的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成分混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑外形如起伏的波紋，從而形成小孔，加工工藝是先制作玻璃纖維加固的TiO

基板，再把基板放到催化活性溶液中浸泡，以使活性成分能均勻吸附在基板上。無論是何種催化劑，其活性成分基本都為V

O

和WO

。

相對于燃煤鍋爐，中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的煙氣條件較好，煙氣比較清潔，因此催化劑的磨損問題無需考慮，且不存在堵灰問題，因而催化劑可選擇孔徑更小、比表面積更大的催化劑。一般而言，在相同條件下蜂窩式催化劑由于比表面積相對較大，因此使用的體積相對較小，也更節(jié)省空間。

當(dāng)研發(fā)支出信息披露越完善時，資本市場規(guī)范性越高，證券市場投資環(huán)境也得到改善，同時也促進(jìn)提高股票、期貨等市場投資人員的專業(yè)素養(yǎng)。

2.2 還原劑的選擇

SCR技術(shù)原理為：在催化劑作用下，向溫度約280～420℃的煙氣中噴入還原劑NH

，將NO

還原成N

和H

O。燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣在SCR反應(yīng)器前的煙道內(nèi)與噴入的NH

混合，之后混合氣體進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器，在催化劑作用下發(fā)生如上述介紹的反應(yīng)，脫除NO

后的煙氣從煙囪排出。主要反應(yīng)如下：

某供電公司在對一座500 kV變電站500 kV HGIS的5061斷路器I母側(cè)電流互感器A相二次絕緣進(jìn)行檢查時，發(fā)現(xiàn)該電流互感器對地、各互感器線圈之間絕緣為0(交接試驗規(guī)程要求二次絕緣不低于1000 MΩ) [5]。打開外殼后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有積水，電流互感器線圈受潮、互感器艙室內(nèi)部發(fā)霉嚴(yán)重，如圖1所示。

氨水液體擴(kuò)散范圍較無水氨小，濃度范圍較易控制。但有強(qiáng)烈的刺激性氣味，因是液體不需壓力容器儲存，較無水氨相對安全。但是接觸限值（溢出的氨濃度），不管來自無水氨或氨水，對人體影響是相同的。

氨水制氨用作SCR煙氣脫硝系統(tǒng)國內(nèi)應(yīng)用較少，主要由于氨水采購濃度僅為25%，脫硝系統(tǒng)使用量大，運輸成本較高，且由于煙氣脫硝為氣氨，所以，加熱汽化能耗大，運行成本在三者中最高。并且與液氨一樣，同樣存在安全隱患。

尿素是由液氨制造的農(nóng)用肥料，需要將其轉(zhuǎn)回到氨，再用于SCR系統(tǒng)。在小型、中型和大型SCR裝置上已有不少尿素轉(zhuǎn)換為氨的系統(tǒng)成功地投入運行，證明這是一種可行的選擇。用尿素作為化學(xué)原料，完全避免了氨的運輸和大宗貯存所引發(fā)的風(fēng)險。由于尿素的氨當(dāng)量約為56%，且其能夠很容易就近購買到，可以用火車或汽車運輸，運輸和儲存不需要特別的安全措施，因此，尿素被認(rèn)為是安全的脫硝還原劑。

表1中的k0是能量為2.1 ev的平面波在εⅢ=10的環(huán)境中的波矢大小，為表述方便，表中僅列出了10位有效數(shù)字，在實際計算時，我們選取了200位有效數(shù)字.將表1中各階的β和系數(shù)代回(4)～(6)式，可得相應(yīng)的SPP場量.

3 結(jié)語

1）降低中低熱值燃?xì)廨啓C(jī)NO

的措施與普通天然氣燃?xì)廨啓C(jī)的降NO

措施相似?？梢酝ㄟ^適當(dāng)降低燃燒溫度、燃料與空氣的預(yù)混合、加入惰性稀釋劑和安裝尾部煙氣脫硝裝置實現(xiàn)NO

排放濃度小于10 mg/m

。

2）燃?xì)廨啓C(jī)回注N

燃燒，燃?xì)廨啓C(jī)出口NO

排放濃度高于回注蒸汽，但余熱鍋爐尾部的脫硝系統(tǒng)效率可達(dá)85%～90%，因此，煙氣NO

排放設(shè)計值約為8 mg/m

，滿足超凈排放限值要求。然而選擇何種惰性稀釋劑需要根據(jù)實際項目的經(jīng)濟(jì)性評價最終確定。

我把照片拿給老太太，老太太看了好半天，哆哆嗦嗦把照片收了起來，然后眼含熱淚地問我：“他們不會在天上擺酒吧……份子錢可怎么收啊？”

3）以尿素作為脫硝還原劑，便于運輸儲存，成本較低。

4）催化劑可設(shè)置一層備用一層，既能滿足環(huán)保指標(biāo)要求，又不影響燃?xì)廨啓C(jī)整體性能指標(biāo)。當(dāng)環(huán)保政策進(jìn)一步嚴(yán)格時，可增設(shè)第二層催化劑，進(jìn)一步提升脫硝效率，降低NO

排放濃度，留出政策空間。

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