NOx影响因素分析及控制措施

1、|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measureNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施中盐吉兰泰盐化集团有限公司热电厂2014年年12月月23日日【生产管理室生产管理室 安全环保室安全环保室】1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure一、一、NOxNOx生成机理生成机理1 1、热力型、热力型NOxNOx 热力型是由空气中的氮气高温氧化而成。的生成与氧原子的存在成正比，反应速度随温度的升高而加速，当煤粉炉中的温度升至1600时，热力型可占到炉内总量的25-30，热力型NOx中绝大部分是NO，在床温在1350以下时，几乎没有热力型NOx的生成。2

2、 2、燃料型、燃料型NOxNOx 煤中氮的主要存在形式是碳氢化合物结合成氮的环状或链状化台物（芳香杂环氮化物、砒啶和砒咯及其衍生物）氧化形成，燃料型NOx是循环流化床中生成NOx的主要部分，含量常超过95%。3 3、快速型、快速型NOxNOx 当碳氢化合物燃料过浓燃烧时，在反应区附近会快速生成NOx，它是燃料燃烧时产生的烃(CH)等撞击空气中的氮分子生成的CN、HCN等再被氧化而来。快速型NOx受温度影响不大，在流化床锅炉燃烧条件下，一般不考虑快速型NOx。【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】煤燃烧过程中产生的氮氧化物NOx主要是NO和NO2，此外还有N2O。在生成的氮氧化物中

3、，NO占90%以上，NO2占5%10%，而N2O只占1%左右。|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影响因素分析影响因素分析【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】NOxNOx排放排放浓度浓度超标超标燃料特性燃料特性燃料的氮含量燃料的氮含量燃料中氮存在形式燃料中氮存在形式燃料挥发分中各元素燃料挥发分中各元素以胺形态存在于煤中的燃料氮在燃烧过程中主要生成以胺形态存在于煤中的燃料氮在燃烧过程中主要生成NONO以芳香环形式存在的燃料氮在挥发分燃烧过程中主要生成以芳香环形

4、式存在的燃料氮在挥发分燃烧过程中主要生成N N2 2O OO/NO/N比越大比越大,NOx,NOx排放量越高排放量越高H/CH/C比越高比越高, ,则则NONO越难于被还原越难于被还原, ,故故NOxNOx排放量也越高排放量也越高当风不分级时当风不分级时, ,降低过量空气系数降低过量空气系数, ,在一定程度上可限制反应区内的氧浓度在一定程度上可限制反应区内的氧浓度, ,因而因而, ,对热力型对热力型NOxNOx和燃料型和燃料型NOxNOx的生成都有一定的控制作用的生成都有一定的控制作用，但是但是COCO浓度会增加浓度会增加, ,燃烧效率会下降燃烧效率会下降过量空过量空气系数气系数脱硫剂脱硫剂床

5、温床温床压床压S/NS/N比会影响到各自的排放水平比会影响到各自的排放水平, ,因为因为S S和和N N氧化时会相互竞争氧化时会相互竞争, ,故故SO2SO2排放量越高排放量越高,NOx,NOx排放量越低排放量越低当当风分级时风分级时，一次风量的减少、二次风量的增加一次风量的减少、二次风量的增加,N,N被氧化的速度下降被氧化的速度下降,NOx,NOx排放量也随之下降排放量也随之下降富余的富余的CaOCaO作为强催化剂会强化燃料氮的氧化速度作为强催化剂会强化燃料氮的氧化速度, ,使使NONO的生成速度增加的生成速度增加（大）（大）富余的富余的CaOCaO和和CaSCaS作为催化剂强化作为催化剂强

6、化COCO还原还原NO NO （小）（小）提高床温将导致提高床温将导致NOxNOx排放升高和排放升高和N N2 2O O排放降低排放降低在锅炉高负荷和高床料含碳量的情况下在锅炉高负荷和高床料含碳量的情况下, , NOxNOx的排放量大为降低的排放量大为降低燃料中氮含量越高，燃料中氮含量越高，NOxNOx生成量越大生成量越大|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影响因素（一）仪表准确性影响因素（一）仪表准确性【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】 12月5日，联系

7、雪迪龙厂家，对1#在线监测分析仪进行校准、气路检查、排除由于仪表测量的不准确造成NOx测量值偏大。仪表校准仪表参数设定 12月5日，联系雪迪龙厂家，对1#在线监测分析仪出厂参数进行检查核对，防止返厂检修回的分析仪内部参数设置问题造成NOx测量值偏大。|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影响因素（二）煤质特性影响因素（二）煤质特性【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】1#系统改造试验后数据1#系统近期运行数据数据NOx排放浓度为124.63mg/mNOx排放浓度

8、为212.50mg/m 在给料机平均转速（给料量）基本相同的情况下，在改造后一个阶段内燃用煤质含硫量为1.853%的煤种时，NOx排放浓度平均值为124.63mg/m；在现阶段燃用煤质含硫量为1.85%的煤种时，NOx排放浓度平均值为212.50 mg/m 。 结论：煤质因素造成NOx排放浓度变化。现阶现阶段段30.13试验试验后后28.99+1.14给料给料机转机转速平速平均值均值|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影响因素（二）煤质特性影响因素（二）煤质特性【NOxNO

9、x影响因素及控制措施影响因素及控制措施】 燃料型NOx是占循环流化床生成NOx的主要部分，大约占90%左右。而煤质特性影响NOx生成量的原因有以下三点：1、燃料中氮的含量；燃料中氮含量越高，NOx生成量越大。2、燃料中氮的存在形式；以胺形态存在于煤中的燃料氮在燃烧过程中主要生成NO；以芳香环形式存在的燃料氮在挥发分燃烧过程中主要生成N2O。3、燃料挥发分中各元素。O/N比越大,NOx排放量越高；H/C比越高,则NO越难于被还原,故NOx排放量也越高；S/N比会影响到各自的排放水平,因为S和N氧化时会相互竞争,故SO2排放量越高,NOx排放量越低。煤质检验报告 要判断是由于上述那个因素造成NOx

10、升高，必须进行入炉煤元素全分析后。每年内蒙古电科院免费为我厂入厂煤进行一次元素分析，下半年入厂煤还未安排送检。技术监督服务协议|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure二、二、NOxNOx影响因素（三）系统改造石灰石用量因素影响因素（三）系统改造石灰石用量因素【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】2#系统改造前燃用低硫煤2#系统改造后燃用低硫煤NOxNOx排放排放浓度为浓度为212.50mg/m212.50mg/m 2#炉改造期间（燃用低硫煤期间），维持煤质稳定的情况下，在投入改造后系

11、统后，SO2排放浓度减低26.54mg/m， NOx排放浓度升高39.23mg/m。 结论：石灰石用量造成NOx排放浓度变化。 2#系统改造前后参数对比-26.54mg/m39.23mg/m|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施一（调整一、二次风配比）控制措施一（调整一、二次风配比）【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】 热电厂锅炉为循环流化床锅炉，燃烧方式为分级燃烧，以二次风送入点为界，使上不形成富氧燃烧区，下部形成富燃料区，这样在还原性气氛中可抑制氮

12、氧化物的生成。过量空气系数降低时，NOx排放将会下降。当过量空气系数一定时，二次风率增大，一次风率相应减少，NOx生成量也随之下降，并在某一分配下达到最低点。同时，实施了分级燃烧，SO2和CO排放也会不同程度的下降。目前配风情况计划采取的措施重新调整一、二次风配比，适当降低一次风量，提高二次风量。由于为降低稀相区磨损，曾经做过类似的工作，且床压进行了上调，因此，此项措施存在一定的局限性，调整空间不大。一、二次风配比对NOx的影响1#炉配比情况2#炉配比情况|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure三

13、、三、NOxNOx控制措施二（调整床温）控制措施二（调整床温）【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】运行床温降低时，NOx排放降低，而N2O排放上升，这就意味着通过降低床温来控制NOx的排放会导致N2O的升高。有资料表明，在脱硫温度在850时，N2O的转化率最高，此时N2O排放浓度可达200-250ppm，床温进一步升高， N2O的排放浓度将大大减少。目前床温情况计划采取的措施根据目前床温情况，计划适当降低床温，观察NOx的排放浓度，找出控制NOx的最佳点。运行床温控制还受负荷及燃烧效率的制约。值得注意的是，在最佳脱硫温度850左右时，燃料氮向N2O转化率却最高。床温对NOx的影

14、响1#炉床温情况1#炉床温情况|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施三（脱硫剂投加量）控制措施三（脱硫剂投加量）【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】为了提高脱硫效率，在循环流化床锅炉运行的中需要投入更多的石灰石，以提高钙硫摩尔比，但研究表明，富余的CaO是燃料氮转化为NO的强催化剂，因此脱硫剂的投入最终将增加NOx的排放。脱硫系统改造前后对比计划采取的措施根据SO2排放浓度，在确保SO2排放浓度控制在200mg/m前提下，适当降低石灰石粉投机量。计划进

15、行效果试验。脱硫剂的影响脱硫系统改造前后排放浓度平均值改造后严格执行新标准|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure三、三、NOxNOx控制措施四（找出控制临界点）控制措施四（找出控制临界点）【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】 入炉煤含硫量与NOx排放浓度线性关系暂时还未明确找出，暂时将2#脱硫系统改造后，根据燃用煤质的不同（低硫煤高硫煤），煤质含硫量有0.82变为1.68%，NOx排放浓度由152.99mg/m升高至216.23mg/m，将上述两指标上下限作为曲线终点得上线性关系

16、图。发现在NOx排放浓度控制在200mg/m，煤质含硫量指标为1.482%。入炉煤含硫量与NOx排放浓度线性关系图NOx=73.535*S%+91.05|1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure1 注注资料来源：资料来源：TitleUnit of measure四、四、NOxNOx控制技术考察控制技术考察【NOxNOx影响因素及控制措施影响因素及控制措施】 热电厂前期对各种降低NOx排放技术进行资料查找对比：各种降低NOx排放技术比较工艺优点缺点择性催化还原法(SCR)脱除效率高，被认为是最好的固定源脱硝技术投资和操作费用大，还原剂的泄漏也是问题非选择性催化 还 原 法(SNCR)效率高，操作费用低，技术已工业化温度控制较难，氨气泄漏可能造成二次污染光催化反应条件温和、