浅谈燃煤电厂烟气脱硝技术及其在大气污染物减排中的贡献

北极星环保网讯:摘要：济宁是国家重要的能源基地，煤炭消耗量、发电企业密度及装机容量均居全国同类城市前列，因此节能减排工作非常重要。文章介绍了济宁市燃煤火电厂氮氧化物的排放情况，对氮氧化物的形成机理、脱硝原理以及脱硝技术进行了分析，最后阐述了烟气脱硝技术在完成济宁市减排任务过程中发挥的重要作用。

我国长期以来对火电厂产生大气污染物的控制主要集中在二氧化硫(SO2)上，“十二五”初期，国家规划才将氮氧化物(NOx)增设为大气污染物约束性指标，并提出了2015年全国氮氧化物排放量比2010年削减10%的减排目标，山东省的减排目标为16.1%。与此同时，山东省政府下达给济宁市氮氧化物的减排目标是比2010年削减19%，减排目标远远高于国家和山东省的目标，减排量居全省首位。

济宁市是国家重要的能源基地，11187平方公里内拥有33家现役燃煤发电厂，共计92台机组，总装机容量达10000兆瓦，煤炭消耗量、发电企业密度及装机容量均居全国同类城市前列。仅济宁城区周边就分布着10家燃煤电厂，对当地的环境空气质量影响很大。据环境统计数据显示，燃煤电厂氮氧化物排放量在所有行业中的占比稳居榜首。在济宁市这个煤炭消耗大市，“十二五”初期，大部分火电厂还未实施脱硝计划，氮氧化物排放量占全市氮氧化物排放总量的68%。

面对如此大的减排压力，济宁市积极应对，出台了一系列的文件。文件要求一般控制区单机容量20万千瓦及以上、投运年限20年内的现役燃煤机组全部配套脱硝设施，综合脱硝效率达到70%以上，自2013年9月1日起执行《山东省火电厂大气污染物排放标准》，现有火电锅炉二氧化氮排放浓度应低于100mg/m3，比国家出台的《火电厂大气污染物排放标准》的实施日期早9个月。为使氮氧化物排放浓度达标，济宁市各个电厂也逐步开始配套相应的脱硝设施以降低排放浓度。以下主要针对火电厂氮氧化物控制技术做进一步探讨。

1 NOx生成机理

燃料煤中氮的含量一般在0.52%～1.41%，主要以有机氮的形式存在，经热裂解产生N、CN、HCN、NHI等中间产物基团，最终经过氧化反应生成NOx。火电厂烟气中的NOx是指NO、N2O、NO2、N2O4等的混合物，其中最主要的氮氧化物为90%～95%的NO和5%～10%的NO2，其产生机理主要有三种：燃料型、热力型和快速型。

1.1 燃料型氮氧化物

由燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解又接着氧化而成，在600℃～800℃时就会产生，可占到NOx总量的60%～80%以上，甚至可高达90%。

1.2 热力型氮氧化物

当炉膛温度在1350℃以上时，空气中的氮气在高温下氧化而成，在温度足够高时，可占到NOx总量的20%以上。当温度低于1350℃时几乎无热力型NOx生成。

1.3 快速型氮氧化物

由燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等在反应区附近快速反应生成，生成量很少，一般小于5%，可忽略不计。

2 脱硝原理

废气中主要产物NO难溶于水，被氧化后生成的高价态NO2可溶于水，生成的酸易被碱吸收。根据此原理从而可达到脱硝的目的降低氮氧化物排放量。其反应方程式如下：

2NO+O2=2NO2

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

HNO2不稳定，会分解为HNO3、NO和H2O：

3HNO2=HNO3+2NO+H2O

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