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預(yù)熱燃燒技術(shù)應(yīng)用于煤粉鍋爐氮氧化物無氨原始排放獲進(jìn)展
2020年06月05日 14:30:00
來源：工程熱物理研究所 點(diǎn)擊量：4341
6月3日，采用中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所預(yù)熱燃燒技術(shù)的兗礦鮑店礦電廠40t/h煤粉預(yù)熱燃燒鍋爐經(jīng)第三方測(cè)試表明，以煙煤為燃料，不采用煙氣凈化措施，鍋爐氮氧化物（NOx）原始排放濃度在82.3~94.5mg/m3(按氧濃度6%折算)之間。這表明該鍋爐成為世界首臺(tái)氮氧化物原始排放濃度低于100mg/m3的煤粉鍋爐。該鍋爐是中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“高效清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)與示范”項(xiàng)目的示范工程。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】6月3日，采用中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所預(yù)熱燃燒技術(shù)的兗礦鮑店礦電廠40t/h煤粉預(yù)熱燃燒鍋爐經(jīng)第三方測(cè)試表明，以煙煤為燃料，不采用煙氣凈化措施，鍋爐氮氧化物(NOx)原始排放濃度在82.3~94.5mg/m3(按氧濃度6%折算)之間。這表明該鍋爐成為世界首臺(tái)氮氧化物原始排放濃度低于100mg/m3的煤粉鍋爐。該鍋爐是中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)"高效清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)與示范”項(xiàng)目的示范工程。
現(xiàn)有煤粉鍋爐NOx原始排放平均水平在200-450mg/Nm3左右，必須通過選擇性非催化還原(SNCR)、選擇性催化還原(SCR)等煙氣凈化系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)NOx排放達(dá)標(biāo)。凈化系統(tǒng)初投資大、運(yùn)行成本高，嚴(yán)重影響企業(yè)效益。且為控制NOx超低排放往往需要投入過量氨水，致使氨逃逸進(jìn)而引發(fā)鍋爐尾部腐蝕和大氣二次污染。
在先導(dǎo)專項(xiàng)支持下，工程熱物理所開發(fā)了煤粉預(yù)熱燃燒技術(shù)，旨在通過燃燒過程的控制，實(shí)現(xiàn)NOx原始超低排放。該變革性技術(shù)改變了常規(guī)煤粉入爐及燃燒方式，一方面通過預(yù)熱使煤粉中的部分氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)煤氮的提前脫除，從源頭控制NOx的生成；另一方面顯著改善了入爐燃料的燃燒特性，燃燒強(qiáng)穩(wěn)定性加大了NOx生成的深度分級(jí)控制，同時(shí)削弱了煤種對(duì)燃燒過程的影響。該燃燒技術(shù)集高效燃燒與NOx控制為一體，相較于現(xiàn)有技術(shù)，省去氮氧化物凈化系統(tǒng)，無需使用凈化設(shè)備和氨水等還原劑，運(yùn)行成本大幅度降低，且不存在二次污染，清潔、高效、低成本，將有力推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)裝備升級(jí)。
預(yù)熱燃燒技術(shù)的推廣應(yīng)用，將帶來顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。以一臺(tái)40t/h煤粉鍋爐為例，相較于現(xiàn)有技術(shù)，采用預(yù)熱燃燒技術(shù)，每年可減少生成NOx約200噸、節(jié)省氨水800噸、降低維護(hù)和運(yùn)行成本約100萬元。我國(guó)僅60t/h容量規(guī)模以下的工業(yè)鍋爐就有約49萬臺(tái)，總規(guī)模達(dá)450萬t/h，如果10%采用預(yù)熱燃燒技術(shù)改造，每年可減少生成NOx約225萬噸、節(jié)省氨水900萬噸、為行業(yè)降低維護(hù)和運(yùn)行成本100億元。
此前，煤粉預(yù)熱燃燒技術(shù)已在MW級(jí)中試規(guī)模實(shí)現(xiàn)了NOx排放低于50mg/Nm3；在山東、陜西等地開展了燃用煤和純燒超低揮發(fā)分燃料的工程示范，實(shí)現(xiàn)了NOx排放低于200mg/Nm3，并成功驗(yàn)證了該技術(shù)超強(qiáng)的煤種適應(yīng)性和超寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)性。此次第三方測(cè)試表明該技術(shù)的實(shí)爐NOx原始排放水平已推進(jìn)到低于100mg/Nm3的水平，下一步研發(fā)團(tuán)隊(duì)將向?qū)崿F(xiàn)NOx原始排放低于50mg/Nm3發(fā)起沖擊。
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