重庆锅炉烟气脱硝适宜技术选择指引文档格式.docx

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建立健全脱硝技术相关标准体系，完善必需的法律法规，加强烟气排放监管等对于加速推动我国烟气脱硝产业的发展具有积极意义，同时促进绿色环保产业的发展，保障我国产业化进程向更加健康、更加稳定、更加和谐的方向发展。

2.2加强烟气脱硝技术路线的制定与选择

在新建脱硝装置或改造已有脱硝装置时，需综合考虑多种因素的影响，从系统工艺特点、污染控制要求、技术经济评价等各方面开展技术路线的选择，确定合适工艺，降低脱硝成本，提升污染控制水平。

3指南编制原则与技术依据

3.1编制原则

本指南在编制过程中遵循以下原则：

符合重庆市环境保护的政策和发展方向，符合重庆市环境技术管理文件编制的要求，并与国家相关规章、标准、规范相协调。

广泛吸收相关的研究成果和工程实践经验，确保技术指南的可靠性、先进性、实用性和代表性，提出的各项技术参数经过实际工程验证，严格保障技术的可靠性；

符合我国国情，经济技术可行，提高技术指南的实用性。

3.2技术依据

（1）有关文件：

《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》

《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》

《“十二五”主要污染物总量考核办法》

《“十二五”主要污染物总量减排统计、监测办法》

《主要污染物总量减排监测体系建设考核办法》

《关于印发主要污染物总量减排核算细则（试行）的通知》

《关于印发“十二五”主要污染物总量减排核算细则》的通知

《重点区域大气污染防治“十二五”规划》

环境保护部2013年第14号公告（重点控制区执行大气污染物特别排放限值）

（2）国家有关技术政策和标准规范：

《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）

《燃煤烟气脱硝技术装备》（GBT21509-2008）

《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法》（HJ562-2010）

《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法》（HJ563-2010）

《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》（DLT260-2012）

（3）重庆市制定的有关标准和规范：

《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658-2016）

3.3编制方法

（1）采取国内外资料调研、典型工程项目现场调研相结合的方式。

（2）组织行业专家、管理部门座谈研讨，吸纳各方面意见；

（3）通过对典型工程情况和大气污染控制措施现状的调研和分析，掌握典型工程污染物排放现状、主要污染物防控措施、控制工艺等。

（4）对调研结果进行综合评价分析，依靠系统科学的评价方法选择实际工程项目污染物防治技术和方法；

（5）在指导工程项目氮氧化物控制方案制定过程中进行编制和不断修订；

（6）编写指南文本及编制说明，公开征求社会意见，最后送审及报批。

4主要编制工作过程

针对目前锅炉烟气脱硝已有众多技术，但缺少在锅炉烟气脱硝适宜技术选择指导这一规范性文件，以及能指导全市范围内工程、技术方案及建设投资兼顾各地差异为目标，以氮氧化物防治技术规范和技术政策为技术支撑，以现有的规范、标准为基础，充分考虑各行业脱硝的特点，在总结分析大量工程实例的基础上提炼出各行业适宜的脱硝工程技术方案，力求节省投资和运行费用，从具体技术工艺出发，提出工程投资建设的具体指导。

编制工作承担单位在工作过程中广泛收集、分析了国内外相关锅炉烟气脱硝技术，并深入相关企业进行了现场调查研究，了解锅炉烟气脱硝建造成本和运行成本。

在此基础上，组织起草了《重庆市锅炉烟气脱硝适宜技术选择指南》。

本指南起草过程中征求了有关专家的意见，经过反复修改和完善，形成了《重庆市锅炉烟气脱硝适宜技术选择指南》的征求意见稿。

5脱硝技术发展现状

近年来各国专家学者对于烟气脱硝进行了广泛的研究，也取得了一些成果。

主要的脱硝技术包括如下几种：

（1）等离子体法

等离子体法烟气脱硝是利用高能电子撞击烟气中的H2O、O2等分子，产生O、H、O3等氧化性很强的自由电子和活性基团，将NO氧化成NO2，然后NO2和H2O生成HNO3，并与喷入的NH3反应生成硝酸铵等固体颗粒物而达到净化氮氧化物的目的。

等离体法主要分为电子束法（EBA）和脉冲电晕法（PPCP）。

EBA是利用电子加速器获得高能电子束（500～800keV），PPCP是利用脉冲电晕放电获得活化电子（5～20eV）。

电子束法具有较高的氮氧化物脱除率，但能量利用率较低，运行成本较高，设备结构复杂、占地面积大，以及X射线的屏蔽与防护问题。

脉冲电晕技术可同时脱硫脱硝且无二次污染，运行成本较低，有较好的应用前景，但脉冲电晕法能耗偏高，副产物难于收集，因此该工艺还有待改进。

（2）吸附法

吸附法烟气脱硝是利用吸附剂的吸附量随温度或者压力的变化来实现对烟气中NO的吸收，通过周期性的改变操作的温度和压力，可以有效的控制NO的吸附和解吸反应，以达到净化烟气中氮氧化物的目的。

多孔性固体吸附剂因具有比表面积大、可以选择性的吸附烟气中的氮氧化物的特点而被用作净化烟气的。

按照吸附剂种类进行分类，目前常用的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶、杂多酸、泥煤等，其中活性炭对低浓度氮氧化物有很高的吸附能力，其吸附量超过分子筛和硅胶等其它吸附剂。

吸附法烟气脱硝的优势在于净化效率高，设备简单，无需消耗化学物质，操作方便。

但由于吸附法脱硝存在所需吸附剂量大、吸附剂需要再生处理、投资费用和能耗较高等不足之处，故吸附法仅实用于净化处理氮氧化物浓度较低的烟气。

（3）碱液吸收法

碱液吸收法主要是利用烟气中氮氧化物能够与碱性溶液发生中和反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，从而脱除烟气中氮氧化物，其中碱性溶液可以是钠、钾、镁、铵等离子的氢氧化物或弱酸盐溶液，常用的碱液吸收氮氧化物的反应活性比较如下：

KOH＞NaOH＞Ca（OH）2＞Na2CO3＞K2CO3＞Ba（OH）2＞NaHCO3＞KHCO3，但考虑碱液价格、来源等因素，在实际中广泛应用的主要是NaOH、Na2CO3和氨水等溶液。

碱液吸收法虽可将氮氧化物回收为亚硝酸盐或硝酸盐产品，有一定的经济效益，但在常压下由于碱性溶液吸收NO的效率非常低，因此该方法一般只运用于处理NO2含量较高的氮氧化物废气，而不适合燃煤电厂NO含量较高的氮氧化物烟气。

（4）氧化吸收法

氧化吸收法主要是将氮氧化物烟气中水溶性极低的NO采用氧化剂氧化为NO2，再用碱性溶液进行吸收，以达到脱出烟气中NO的目的。

由于NO2在水中的溶解度要远远高于NO，通常需要将烟气中的NO氧化到NO2/NO=1～1.3。

氧化吸收法脱除氮氧化物采用的氧化剂可分为气相氧化剂和液相氧化剂两类，气相氧化剂有ClO2、O3、O2和Cl2等，这类氧化剂受成本及安全性等因素的限制应用不广。

液相氧化剂有NaClO2、KMnO4、NaClO、H2O2、HNO3、P4、K2Br2O7等，相对而言应用较为广泛。

氧化吸收法对氮氧化物具有较高的脱除率且不受温度和入口烟气浓度的严格限制，但该法存在吸收液运输成本较高和吸收处理过程易造成二次污染等问题。

（5）还原吸收法

还原吸收法是通过将烟气中氮氧化物吸收至液相，与还原剂发生还原反应，将氮氧化物转化为氮气的方法。

常用的还原剂有CO（NH2）2、（NH4）2SO3、Na2SO3、Na2S2O3等，其中以CO（NH2）2、（NH4）2SO3较为常见。

还原吸收法的产物是N2，为了有效利用氮氧化物，对于NO含高量高达90%的实际烟气，氮氧化物的氧化度很低，可先用碱液或稀硝酸吸收，再用还原吸收法补充净化处理。

利用尿素作为吸收剂还原氮氧化物总反应如下：

NO+NO2+（NH2）2CO→CO2+2H2O+2N2

尿素溶液还原吸收法具有脱硝效果好，工艺流程简单且无二次污染等优点，但对实际烟气中氮氧化物的净化较难达到很高的脱除效率。

（6）液相络合法

液相络合吸收法脱硝的基本原理是NO能与液相络合吸收剂快速发生络合反应，增大其在液相中的溶解度，加快NO从气相进入液相的传质过程，从而达到脱除烟气中NO的目的。

目前研究较多的NO络合吸收剂是铁（II）和钴（II）的络合物。

用于烟气脱硝的亚铁螯合剂主要包括Fe（II）EDTA、Fe（II）NTA、Fe（II）（CySH）、Fe（II）DMPS等。

Fe（II）－EDTA吸收NO进行了大量的研究，吸收反应式如下：

Fe（II）EDTA+NO→Fe（II）EDTA（NO）

Chang等发现含有-SH基团类亚铁络合物具有很好的抗氧化性能，因此提出用含有-SH基团的亚铁络合物作为吸NO的吸收液，使得含-SH的亚铁络合剂要比亚铁氨羧络合剂具有优势。

能够与钴离子形成络合物吸收NO的配体很多，龙湘犁针对NH3和乙二胺两种简单配体对钴离子络合液相脱除NO进行了实验研究。

（7）生物法处理

生物法净化氮氧化物烟气一般包括两个过程：

氮氧化物由气相转移到液相或固相表面的液膜中的传质过程;

氮氧化物在液相或固相表面被微生物净化的生化反应过程。

目前常用的氮氧化物气体生物法脱除有两种：

生物硝化法和生物反硝化法。

利用生物硝化法脱除氮氧化物烟气的研究目前尚处于起步阶段，目前研究最多的是脱除氮氧化物更彻底的生物反硝化法。

由于烟气中的氮氧化物主要以NO的形式存在，而NO在水中的溶解度极低，从而无法进入到液相介质中，另一方面微生物表面的吸附能力又很差，使得NO无法被微生物有效的吸收转化，所以烟气中NO的实际脱除率很低，生物法处理烟气中的氮氧化物还有待进一步研究开发。

由于以上技术存在氮氧化物脱除效率不高、易造成二次污染等问题，无法进行大规模商业化运用，因此现阶段锅炉烟气脱硝主要采用低氮燃烧技术、SCR（选择性催化还原）技术、SNCR（非选择性催化还原）技术和SNCR-SCR技术。

6指南主要技术内容及说明

6.1主要技术分类

现有烟气脱硝技术主要有低氮燃烧、SCR技术、SNCR技术和SNCR+SCR技术。

（1）低氮燃烧技术

根据氮氧化物生成机理，影响氮氧化物生成量的因素主要有火焰温度、燃烧器区段氧浓度、燃烧产物在高温区停留时间和煤的特性，而降低氮氧化物生成量的途径主要有两个方面：

一是降低火焰温度，防止局部高温；

二是降低过量空气系数和氧浓度，使煤粉在缺氧的条件下燃烧。

用改变燃烧条件的方法来降低氮氧化物排放，统称为低氮燃烧技术。

低氮燃烧技术又称炉内脱氮技术，与尾部脱氮相比，该技术具有应用广泛、结构简单、经济有效等优点。

各种低氮燃烧技术是降低燃煤锅炉氮氧化物排放最主要也是比较成熟的技术措施。

主要的低氮燃烧技术有：

1）空气分级燃烧

空气分级燃烧包括燃烧器空气分级和炉膛空气分级。

该技术是目前应用最广泛的低氮燃烧技术，它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行。

该技术是将燃烧用风分为一、二次风，减少煤粉燃烧区域的空气量（一次风量）。

提高燃烧区域的煤粉浓度，推迟一、二次风混合时间，这样煤粉进入炉膛就形成一个过量空气系数在0.8左右的富燃料区，使燃料在富燃料区进行欠氧燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而降低氮氧化物的生成。

欠氧燃烧产生的烟气再与二次风混合，使燃料完全燃烧。

最终空气分级燃烧可使氮氧化物生成量降低30%-40%，适用于挥发分高的烟煤、褐煤。

图6.1空气分级燃烧示意图

2）烟