新的鍋爐大氣(qi)(qi)污染(ran)物排(pai)放(fang)(fang)標準以氮(dan)氧(yang)(yang)化物控(kong)(kong)制(zhi)為(wei)重(zhong)點，提(ti)升了氮(dan)氧(yang)(yang)化物的排(pai)放(fang)(fang)要求，本市現有燃(ran)(ran)油、燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)鍋爐需要進行低氮(dan)改造，改造路徑有：燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)前：使(shi)用優質燃(ran)(ran)料(liao)，減少(shao)燃(ran)(ran)料(liao)中的含氮(dan)量;(推薦(jian)）。燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)中：使(shi)用低氮(dan)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)技(ji)術(shu)(shu)，控(kong)(kong)制(zhi)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)溫度(du)、氧(yang)(yang)量與時間，主要方法包括純氧(yang)(yang)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)，控(kong)(kong)溫技(ji)術(shu)(shu)(空(kong)(kong)氣(qi)(qi)分級、燃(ran)(ran)料(liao)分級、分散燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)、煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)內循環、煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)外(wai)循環、空(kong)(kong)冷(leng)、水冷(leng)等(deng));(推薦(jian))。燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)后：在(zai)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)排(pai)放(fang)(fang)后增加處理裝置，如尾部(bu)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫硝技(ji)術(shu)(shu)(SNCR,SCR)，AO干法脫硫脫硝協同技(ji)術(shu)(shu)，生物質藻類捕獲技(ji)術(shu)(shu)等(deng)。

氮氧化物怎么來?

鍋(guo)爐(lu)(lu)是利(li)用燃(ran)(ran)(ran)料(liao)化學能或其他(ta)能源的熱(re)(re)(re)能，把水或其他(ta)工質(zhi)加熱(re)(re)(re)到一定參數(shu)的熱(re)(re)(re)能轉(zhuan)換設備。鍋(guo)爐(lu)(lu)的分(fen)(fen)類(lei)有(you)很多，根據工質(zhi)、燃(ran)(ran)(ran)料(liao)、出口介質(zhi)、本體(ti)結構、水循環、額定壓力、出廠形式(shi)等(deng)等(deng)，在《鍋(guo)爐(lu)(lu)大(da)氣(qi)污染物排放標準》中，以燃(ran)(ran)(ran)料(liao)分(fen)(fen)類(lei)：燃(ran)(ran)(ran)油(you)鍋(guo)爐(lu)(lu)、燃(ran)(ran)(ran)氣(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)和燃(ran)(ran)(ran)煤(mei)鍋(guo)爐(lu)(lu)劃分(fen)(fen)。

鍋(guo)爐的主要(yao)污染物(wu)(wu)包括(kuo)顆粒(li)物(wu)(wu)、二氧(yang)化(hua)硫、氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)、一氧(yang)化(hua)碳(tan)等。其(qi)(qi)中(zhong)NOx(氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu))是(shi)造成城(cheng)市中(zhong)霧霾與臭氧(yang)的污染物(wu)(wu)中(zhong)最重要(yao)的元兇之一，氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)包括(kuo)NO，NO2，N2O、N2O3，N2O4，N2O5等，但在(zai)燃(ran)燒過程(cheng)中(zhong)生成的氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)，幾乎全(quan)是(shi)NO和(he)NO2。煤(mei)炭(tan)、天然氣、重油等天然礦(kuang)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)在(zai)燃(ran)燒過程(cheng)生成的氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)中(zhong)，NO占90%左(zuo)右，其(qi)(qi)余(yu)為(wei)NO2。

鍋(guo)爐(lu)污(wu)染排放中(zhong)，氮氧化物污(wu)染產生(sheng)的方式(shi)有三種：燃料(liao)型、熱力型和快速型。

燃(ran)料(liao)(liao)型(xing)(xing)NOx：生(sheng)物質及煤等(deng)燃(ran)料(liao)(liao)本(ben)身含(han)有(you)氮(dan)元素，而(er)這些氮(dan)元素在燃(ran)燒的過程中(zhong)(zhong)會從燃(ran)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)析(xi)出，在鍋(guo)爐內(nei)經過一(yi)系列(lie)的氧化反應，生(sheng)成NOx。由(you)于天(tian)燃(ran)氣中(zhong)(zhong)基本(ben)不含(han)固定氮(dan)，在燃(ran)燒天(tian)然氣的鍋(guo)爐中(zhong)(zhong)，燃(ran)料(liao)(liao)型(xing)(xing)NOx可忽(hu)略(lve)不計。去(qu)除燃(ran)料(liao)(liao)型(xing)(xing)NOx可以采用爐內(nei)脫硝，或者尾氣脫硝方式解決。

熱(re)力(li)型NOx：熱(re)力(li)型NOx是(shi)燃燒時空氣中的(de)氮(N2)和氧(yang)(yang)(O2)在高(gao)溫下生(sheng)成氮氧(yang)(yang)化物。影響熱(re)力(li)型NOx的(de)最主要因素是(shi)燃燒溫度，從氮(N2)和氧(yang)(yang)(O2)的(de)反應式中可(ke)以看出一些端倪：

平(ping)衡常(chang)數Kp是生成(cheng)物(NO)與(yu)反應(ying)物(N2與(yu)O2)的濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(方(fang)程(cheng)式(shi)系數冪(mi)次方(fang))乘積比,Kp數值越大，則代表(biao)在其(qi)他條件(jian)不變的情況下，NO的生成(cheng)量越高(gao)。當溫度(du)(du)(du)低(di)于(yu)1000K時(shi)(約700攝氏度(du)(du)(du))，Kp值非常(chang)小， NO在很低(di)的濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)下，等(deng)式(shi)就已(yi)經達到了平(ping)衡，就算增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)氮(dan)氣(qi)與(yu)氧氣(qi)的濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)，或者增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)空氣(qi)與(yu)燃料的停留時(shi)間，NO的增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)也(ye)非常(chang)有限，隨溫度(du)(du)(du)升(sheng)高(gao)氮(dan)氧化物迅速(su)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，溫度(du)(du)(du)在1500℃附近變化時(shi)，溫度(du)(du)(du)增(zeng)(zeng)(zeng)100℃，反應(ying)速(su)度(du)(du)(du)將增(zeng)(zeng)(zeng)6～7倍。

過剩的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)/氧氣(qi)(qi)濃度：氧氣(qi)(qi)濃度越高，NOx的(de)(de)(de)生成(cheng)量(liang)就越大(da);以及空(kong)氣(qi)(qi)與燃料(liao)的(de)(de)(de)混合時間：停(ting)留(liu)時間越長，NOx的(de)(de)(de)生成(cheng)量(liang)就越大(da)。這兩點也是熱力型NOx產生的(de)(de)(de)影響因素(su)。

快速(su)型(xing)NOx：在碳氫化(hua)合(he)物燃燒時會分解出大量的CH，CH2，CH3和(he)C2等(deng)離子團，它(ta)們會破(po)壞燃燒空氣(qi)中(zhong)N2分子的鍵而(er)反(fan)應(ying)生成HCN，CN等(deng)，然后再被氧化(hua)成NOx，在三種途徑中(zhong)，快速(su)型(xing)NOx所占比例不到5%。

這是一張氮氧(yang)化物產(chan)生濃度(du)、爐膛溫(wen)度(du)以及(ji)對應產(chan)生類型(xing)的關系(xi)圖，燃料型(xing)與(yu)快速型(xing)產(chan)生量會隨(sui)溫(wen)度(du)逐步增加(jia)，受(shou)溫(wen)度(du)影響(xiang)不大，而熱力型(xing)NOx在溫(wen)度(du)超過1400攝氏度(du)左右時，其產(chan)生量急(ji)劇(ju)上(shang)升，受(shou)溫(wen)度(du)影響(xiang)劇(ju)烈。

氮氧化物怎么減?

上面介紹了(le)氮氧化(hua)物(wu)(wu)的(de)產(chan)生原理(li)，氮氧化(hua)物(wu)(wu)減排，其實也(ye)是從產(chan)生原理(li)出(chu)發，控制氮氧化(hua)物(wu)(wu)產(chan)生的(de)條件(jian)，例(li)如：改變燃料種類、控制燃燒溫度、控制氧含(han)量等，總的(de)來說(shuo)企(qi)業可以通過(guo)以下幾種方式實現：

燃(ran)(ran)燒前：使用(yong)優質(zhi)燃(ran)(ran)料，減少(shao)燃(ran)(ran)料中的含氮量(liang);

燃(ran)燒中：使(shi)用低氮燃(ran)燒技術，控(kong)制(zhi)燃(ran)燒溫度、氧量與時(shi)間，主要方法包括純氧燃(ran)燒，控(kong)溫技術(空氣分級(ji)、燃(ran)料分級(ji)、分散燃(ran)燒、煙(yan)氣內(nei)循(xun)環、煙(yan)氣外循(xun)環、空冷(leng)、水冷(leng)等);

燃燒后(hou)：在煙(yan)氣(qi)排放后(hou)增(zeng)加(jia)處理(li)裝置，如(ru)尾部煙(yan)氣(qi)脫硝(xiao)技(ji)術(shu)(SNCR,SCR)，AO干法脫硫脫硝(xiao)協(xie)同技(ji)術(shu)，生物質藻類捕獲技(ji)術(shu)等(deng)。

低氮燃燒改造技術：

1分級燃燒+煙氣外部再循環(FGR)

從鍋爐(lu)尾部煙(yan)(yan)室、煙(yan)(yan)道(dao)(dao)引(yin)部分煙(yan)(yan)氣(qi)回流入燃燒器，與(yu)助燃空氣(qi)摻混，再次參與(yu)燃燒，從而降低燃燒過程中(zhong)的(de)N2與(yu)O2濃度(du)，并且(qie)煙(yan)(yan)氣(qi)中(zhong)已經產生的(de)NOx會對再燃燒時NOx產生有(you)一定(ding)的(de)抑制(zhi)作(zuo)用，完(wan)成改造后(hou)，在(zai)CO達標，氧氣(qi)濃度(du)約(yue)為3.5%時，最終達到NOx排放30～50mg/Nm3。但此類安裝需假裝外循(xun)環煙(yan)(yan)道(dao)(dao)，燃燒器也需要考(kao)慮耐(nai)溫。

2分級燃燒+煙氣內部再循環(FIR)

燃(ran)燒器噴口混(hun)合(he)(he)燃(ran)料(liao)氣(qi)射流形成(cheng)(cheng)的文丘里(li)現(xian)象，使(shi)燃(ran)燒頭部(bu)(bu)出現(xian)負(fu)壓區(qu)，從而直接吸(xi)入爐(lu)膛(tang)內煙(yan)(yan)氣(qi)，形成(cheng)(cheng)爐(lu)膛(tang)內部(bu)(bu)煙(yan)(yan)氣(qi)再循環(huan)(huan)(huan)，吸(xi)入煙(yan)(yan)氣(qi)同時也吸(xi)入部(bu)(bu)分(fen)助(zhu)燃(ran)空氣(qi)，在(zai)燃(ran)燒器噴口前(qian)部(bu)(bu)與燃(ran)料(liao)部(bu)(bu)分(fen)預混(hun)合(he)(he)，部(bu)(bu)分(fen)預混(hun)合(he)(he)保證了(le)燃(ran)燒不(bu)會(hui)出現(xian)回火。雖然采用的是(shi)部(bu)(bu)分(fen)預混(hun)合(he)(he)以(yi)及(ji)煙(yan)(yan)氣(qi)循環(huan)(huan)(huan)量控制精(jing)度不(bu)如煙(yan)(yan)氣(qi)外(wai)部(bu)(bu)循環(huan)(huan)(huan)，但采用兩種技術(shu)的結合(he)(he)，確保了(le)燃(ran)燒的低氮排放要求。這種技術(shu)對(dui)爐(lu)膛(tang)尺寸(cun)要求較高，改造項目中(zhong)一般不(bu)適用。

3表面燃燒

由燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器實(shi)現燃(ran)(ran)(ran)(ran)料在(zai)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)反(fan)(fan)應之前，與(yu)助燃(ran)(ran)(ran)(ran)空氣進行(xing)預混合，燃(ran)(ran)(ran)(ran)料噴出后，在(zai)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)頭前部表(biao)面燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)盤(pan)上快速燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)，可以加快O2與(yu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)反(fan)(fan)應速度，從(cong)而降低高(gao)溫時(shi)NOx的(de)生成(cheng)量(liang)，同時(shi)遏制O與(yu)N的(de)反(fan)(fan)應。

表面燃(ran)(ran)燒(shao)有以下(xia)幾個(ge)缺(que)點：氣(qi)體(ti)燃(ran)(ran)料(liao)與(yu)助燃(ran)(ran)氣(qi)體(ti)預(yu)混(hun)，危險性較高;為防止回(hui)火和(he)降低調整混(hun)合率難(nan)度，燃(ran)(ran)燒(shao)器(qi)需附加其他(ta)技措設計(ji)，從而對燃(ran)(ran)燒(shao)器(qi)使用壽命有所影響;表面燃(ran)(ran)燒(shao)網(wang)有一定的(de)使用壽命，需要較多的(de)運行維(wei)(wei)護(過濾器(qi)清(qing)洗(xi)，金屬纖維(wei)(wei)網(wang)檢(jian)查維(wei)(wei)護)維(wei)(wei)護費用會增加。

末端治理(煙氣脫硝技術)

1選擇性催化還原法(SCR )：在高溫(wen)煙氣(300-425°C, 低溫(wen)催化200°C以上)通(tong)過(guo)催化劑(ji)時噴入氨，將煙氣中的NOx還原為N2

2非選擇性催化還原(yuan)法(SNCR):在高溫煙(yan)氣(qi)(870~1100°C)中噴入(ru)氨(an)水或尿素(su)液。

燃氣(qi)鍋爐排放(fang)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)一般在150至250°C，不能滿(man)足SCR和SNCR對煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)的(de)要求，需(xu)增加(jia)熱源使(shi)熱煙(yan)氣(qi)升溫(wen)后(hou)才(cai)可使(shi)用(yong)，使(shi)得投入和運(yun)行成本都比較高。

3重金屬(shu)催(cui)化還(huan)原法(fa)：需要在一定溫度要求(qiu)(大(da)于250°C)的(de)煙(yan)道內安裝，但(dan)工業和采暖鍋爐負荷(he)波(bo)動大(da)，溫度不穩定影響脫硝效(xiao)果。

4臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化-吸收脫硝法：使用臭氧(yang)(yang)將NO和NO2氧(yang)(yang)化為極易溶的N2O5，通過濕(shi)式洗滌轉化為HNO3。由于(yu)對溫度(du)沒有要求，易于(yu)控制，處理(li)后排放煙氣干凈，是工業(ye)或(huo)采暖鍋爐最為適(shi)合。

對于上海燃油燃氣鍋爐的推薦治(zhi)理方法有：

中小燃油(you)鍋爐升級改(gai)造，鼓勵實(shi)施(shi)“油(you)改(gai)氣”,“油(you)改(gai)電” ，沒有條件的(de)實(shi)施(shi)低氮燃燒(shao)改(gai)造;

中小燃(ran)氣鍋爐(lu)實施(shi)低(di)氮燃(ran)燒改造;

企業(ye)在改(gai)(gai)(gai)造中要(yao)充分考慮(lv)效(xiao)率(lv)影(ying)響、容(rong)量影(ying)響、油改(gai)(gai)(gai)氣或油改(gai)(gai)(gai)電的(de)綜合(he)解決(jue)方案、合(he)同能源管理(li)模(mo)式(shi)、融(rong)資問(wen)題(ti)(ti)、燃氣公司及(ji)電力公司配合(he)問(wen)題(ti)(ti)與相(xiang)關政策，結(jie)合(he)自身的(de)實際情(qing)況對各種技術(shu)進行優(you)劣(lie)判斷，在改(gai)(gai)(gai)造的(de)過(guo)程(cheng)中一(yi)定要(yao)選擇合(he)適的(de)，并不是價格高的(de)就普遍適用，貫徹“一(yi)爐一(yi)方案”的(de)理(li)念，完(wan)成鍋爐改(gai)(gai)(gai)造。

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