我国燃煤电站锅炉氮氧化合物排放的现状分析和应对措施

摘 要：我国的煤炭需求量占世界煤炭需求总量的三分之一左右，而煤炭燃烧之后必然会排放出大量氮氧化合物，这些物质不仅造成大气和环境污染，还对人体有着直接危害。燃煤电站作为煤炭资源消耗大户，这里我们有必要对燃煤电站锅炉的氮氧化合物的排放现状和应对方法进行分析。

关键词：燃煤电站；锅炉；氮氧化合物；一氧化氮；二氧化氮；环保

随着我国电能供需矛盾的日益激烈，国家电力行业发展非常迅速，火电作为我国电能的重要组成，其发展一直非常迅速，由此也引发了氮氧化合物排放的上升趋势。目前，火电厂氮氧化合物排放控制已成为继二氧化硫之后的又一工作重点，也是当今业界环保工作开展的焦点。因此，这里我们有必要对火电厂氮氧化合物的排放现状以及应对策略进行分析，旨在为同行工作提供参考。

1 我国火电厂氮氧化合物排放现状

氮氧化合物作为一氧化氮、二氧化氮的总称，是国内空气污染的主要污染物之一，这种物质普遍都是煤炭燃烧之后产生的，最后在空气中形成氮氧化合物。目前世界上多个国家都对氮氧化合物的排放控制方法做了深入的研究，也取得了一定的成果。但是由于国内电能供需矛盾的进一步激烈和火电行业的发展，这一问题不仅没有得到有效的控制，甚至还呈现出进一步的增长态势。

在社会能源消耗不断增加、世界能源储备不断缩减的关键时期，氮氧化合物排放量正在以6%的增长率逐年上升。这些氮氧化合物进入到空气中之后，不仅会对人们身体器官造成强烈的刺激作用，而且当空气中含量上升到一定程度之后，还会在太阳照射下形成光化学烟雾，甚至是出现聚而不散的现象，最终导致区域空气质量下降，对生态环境造成危害。就我国从2009年至今的5年多时间里，火电行业发展非常迅速，且这些火电厂普遍以煤炭作为主要能源，五年时间里电力机组的容量增加了91%，而煤炭损耗量上升了40%。这些火电厂在运行中，每年排放到空气中的氮氧化合物超过900万吨以上，占我国总体氮氧化合物排放量的三分之一以上，是国内氮氧化合物排放的重点产业，也是当今工作的重点行业。

2 国内煤炭火电站氮氧化合物的控制策略

目前，我国煤炭火电厂氮氧化合物的控制方法主要有烧前控制技术、燃烧中控制技术以及燃烧后控制技术三种。这三种控制技术顾名思义就是煤炭在燃烧之前、燃烧之种和燃烧之后的控制方法。但是由于我国燃烧之前的煤炭控制方法以及研究一直不是很多，因此大多单位在煤炭火电站氮氧化合物排放控制工作中主要是针对燃烧中控制和煤炭燃烧后控制两个方面开展。下面我们就实现低排放氮氧化合物的应对措施要点做阐述。

2.1 控制方法的选择

尽管我国大多数煤炭火电站的锅炉建设都已经满足了国家GB13223-2003环保标准要求，对于氮氧化合物的排放也控制在一定范围之内，这对我国环保事业的发展做出了一定的贡献。但是伴随国民经济的发展和人民生活水平的进一步提高，这种火电站锅炉氮氧化合物排放控制方法的局限性表现的越来越突出。面对这种情况，国家相关研究人员已经开发出许多氮氧化合物控制新方法，即煤炭燃烧中控制与煤炭燃烧后控制。但是由于国内资源以及国情的限制，这些技术至今的不到有效的落实。基于此，我国业界相关人士在国家基本国情和这些先进控制技术原理的基础上逐渐研发出了一种符合国家国情的一种氮氧化合物控制策略和方法，即低氮氧化合物燃烧，这种方法是控制煤炭火电站锅炉燃烧中一种切实可行且经济效益好的内容。

具体的应用工作中，这种方法是将燃烧器利用相关技术改进成为低氮氧化合物燃烧器、空气分级燃烧器以及燃料分级燃烧器进行的。在具体的工作当中，低氮氧化合物燃烧器是在实现燃烧稳定性、安全性和高效性的基础上，在燃烧器喷口附近组织合理的气流固定场所装置，是的煤炭在燃烧之后挥发性气体并不直接释放出来，而是在高温条件下还愿成为一氧化氮、二氧化氮以及氮气。这些气体再经过空气分级主要是将初始进入炉膛的煤粉组织在一个低过量空气的还原气氛下燃烧，从而抑制燃料N的氧化；而燃料分级的基本原理是利用再燃燃料组织一个低过量空气的还原气氛，将已生成的氮氧化合物进行还原。这些在国际上被证明为有效的脱氮方法在我国也被采纳和实践。为进一步更有效地促进和开展控制氮氧化合物排放的工作，有必要加以总结提高。

2.2 积极开展低氮氧化合物燃烧器（LNB）的研究

国外低氮氧化合物型燃烧技术的研究已有30～40年历史，并开发出一批LNB，其中大多数我国都已经引进，但效果并不理想。究其原因，有些引进的技术并不是最先进的技术，而我们对引进的某些国外先进技术也吃得不透。此外，国外开发的LNB多数仅适用于燃烧烟煤而不适于燃烧贫煤和无烟煤，这也是重要的原因。MELNB是在具有优异的稳定燃烧功能，为实现低氮氧化合物燃烧进行了改进。

MELNB在设计别加强了燃烧器出口附近气固流场中的煤粉浓度、气固湍动度、氧气浓度的控制。一般煤粉浓度的增大有利于煤粉中挥发份的集中释放，因而有利于煤粉的着火稳燃和氮氧化合物生成的抑制。然而，与其它一些浓淡型燃烧器不同，MELNB强调的是煤粉空间浓度概念，而不是单纯的煤粉输送浓度概念。过多的依靠煤粉输送浓度进行煤粉的浓缩，不仅增大了燃烧器本身的阻力，而且使燃烧器结构过于复杂，并加重磨损。多重富集型LNB一方面很好地利用了淡股气流对浓股气流的抽吸，迫使浓股气流中的气、固在炉内进一步分离，增大着火区的颗粒浓度；另一方面在浓股前装置了锯齿型稳燃器，将浓股气流分割成多股，彼此相互抽吸，加剧气、固分离。

2.3 以系统的观念解决锅炉氮氧化合物排放

我国相当数量的用户和一些研究人员都过分地强调低氮氧化合物燃烧器（LNB）在降低氮氧化合物排放上的作用，忽略或没有建立以系统的观念解决锅炉氮氧化合物排放的观念。国际上几个重要的锅炉制造厂都是强调系统，将LNB作为低氮氧化合物燃烧系统的一部分。利用WR型燃烧器，将LNCFS系统改进为CFS系统，取得良好的低氮氧化合物排放和总体燃烧结果。可以说，单靠燃烧器喷嘴的改造是很难满足低氮氧化合物排放的要求的。

结束语

总之，加快烟气脱硝示范工程的建设，广泛开展国际合作，在引进消化国外烟气脱硝技术的基础上，尽快实现烟气脱硝国产化，降低烟气脱硝的投资与运行费用，从而有效控制氮氧化合物的排放，推动国民经济和环境保护的协调发展。同时，做好催化剂的再生和无害处置工作，推动我国脱硝产业健康可持续发展。

参考文献

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