低氮燃燒具有良好的應用前景
環境保護部近日下發了《火電廠氮氧化物防治技術政策》(征求意見稿)和《火電廠大氣污染排放標準》(征求意見稿)(以下簡稱新標準),在新標準中, 某些重點地區新建和改擴建火電廠的氮氧化物排放標準已經降至200mg/m3。我國現有火電廠的降氮技術是否能夠滿足這一標準?在眾多降氮技術中,哪些又是符合我國當前市場及企業需求的主流技術?
帶著這些問題,記者近日采訪了中國國電集團下屬的煙臺龍源電力技術股份有限公司(以下簡稱煙臺龍源公司)。煙臺龍源公司是我國較早開始自主研發低氮燃燒技術的大型企業之一。
低氮燃燒技術日趨成熟,成為實現氮氧化物減排目標的主流技術選擇
煙臺龍源公司高級工程師王新光就當前市場上主要的降氮技術做了一個簡要的分析:降低燃煤電廠氮氧化物排放的主要途徑可分為低氮燃燒技術和煙氣脫硝技術兩種,前者通過改進煤粉燃燒方式和生產工藝脫氮,后者對已生成的氮氧化物進行處理。針對這兩種技術路線的優缺點及市場應用性問題,王新光說,《火電廠氮氧化物防治技術政策》中提到的煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術(SCR)、選擇性非催化還原技術(SNCR)、選擇性非催化還原與選擇性催化還原聯合技術(SNCR-SCR)等。這類技術的工作原理是使還原劑(NH3、尿素)在催化劑的作用下或不采用催化劑,選擇性地與氮氧化物反應生成氮和水,而不是被氧氣所氧化。雖然煙氣脫硝技術對于氮氧化物的脫除率較高,如SCR能夠達到85%左右,但是它們自身卻存在著一些不可避免的缺陷:核心技術無自主知識產權、初始投資大、催化劑基本依賴國外進口、運行費用高以及液氨的安全儲存與運輸等問題。
因此,《火電廠氮氧化物防治技術政策》中明確提出:"低氮燃燒技術應作為燃煤電廠氮氧化物控制的首選技術。"這是因為,低氮燃燒技術是根據氮氧化物的生成機理,主要通過采用空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環和低氮燃燒器等方法降低煤粉燃燒過程中氮氧化物的生成量的技術。這類技術相對簡單,投資、運行費用較低,是經濟、有效的技術措施。所以,從技術成熟性和成本節約性的角度來看,低氮燃燒技術更加適合我國電力行業的現狀。因此,王新光認為,隨著這兩個文件的出臺,低氮燃燒技術必將成為今后我國火電行業控制氮氧化物排放的主流技術選擇,市場前景遠大。
等離子體低氮燃燒技術,可有效降低氮氧化物排放
"目前傳統的低氮燃燒技術對降低氮氧化物排放濃度能力有限,有時還會造成鍋爐飛灰含碳量增加,降低鍋爐燃燒效率等問題。"王新光說,而煙臺龍源公司的等離子體低氮燃燒技術,突破了這些難題,做到了既能夠降低氮氧化物排放濃度,又能保證鍋爐燃燒效率。
煙臺龍源公司北京分公司總經理張永和解釋說,等離子體低氮燃燒技術,是在煤粉鍋爐等離子體點火及穩燃技術基礎上發展起來的一種全新概念的低氮燃燒技術。煤粉鍋爐等離子體點火及穩燃技術是煙臺龍源公司自主研發的一種節能點火技術。利用溫度很高的等離子體在燃燒器內直接點燃煤粉,可以節約大量的鍋爐啟停及穩燃用油。目前已在國內500余臺機組應用,取得了大量工程應用經驗。通過總結這些經驗,公司將煤粉內燃技術,與主流低氮燃燒技術相結合,實現了大幅度降低鍋爐氮氧化物排放濃度的目的。通過前期的示范項目運用證明,采用等離子體低氮燃燒技術,完全能夠滿足新修訂的火電廠氮氧化物排放標準要求。與煙氣脫硝技術相比,這項技術具有初始投資少,運行費用低等優點;同時,還可以取消煤粉鍋爐的燃油系統,實現煤粉鍋爐的無油啟停和穩燃;在不增加運行成本的前提下,解決鍋爐內的結焦、結渣和爐膛高溫腐蝕問題。
張永和介紹說,這項技術于2008 年在環境保護部立項,目前已在示范工程機組實現成功應用。通過實踐表明,這項技術可以使氮氧化物排放濃度降低至200mg/m3以下。有關專家表示,這項技術在實現煤粉鍋爐穩定燃燒,保證鍋爐燃燒效率的基礎上,能較大幅度降低氮氧化物排放,具有良好的應用前景。
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