火电厂烟气脱硝技术应用分析
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火电厂烟气脱硝技术应用分析
0前言
氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，火电厂排放的NOx中绝大部分是NO，其毒性不大，但是NO在大气中可以氧化生成NO2，其毒性是NO的4～5倍，当含量达到150×10－6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。此外，NOx还导致光化学烟雾和酸雨的形成。根据燃煤电站产生的NOX可分为两类，一是燃料型NOX，它是由于燃料中的有机氮在燃烧过程中离子析出与含氧物质反应而形成NOX ，二是热力型NOX，它是在高温燃烧时，空气中的N2和O2发生化学反应形成的NOx 。 0.1我国火电厂氮氧化物排放现状
总体上我国火电厂氮氧化物排放量随着火电行业的发展呈不断增长的趋势。2003~2007年五年间，火电厂装机容量增长了91.3%，煤耗量增长了65.6%，而2007年我国火电NOx排放量为838.3万吨，只比2003年的597.3万吨增加近了40.3％，见图0-1所示。
图0-1 NOX的排放量
2007年我国单位发电量的氮氧化物排放水平为3.1克/千瓦
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时，同世界主要工业国家比较，高于美国、日本、英国、德国等发达国家1999年的单位发电量排放水平。据专家预测，随着国民经济发展、人口增长和城市化进程的加快，中国氮氧化物排放量将继续增长。2008年全国氮氧化物排放量达到2000万吨，成为世界第一氮氧化物排放国。若无控制，氮氧化物排放量在2020年将达到3000万吨，给我国大气环境带来巨大的威胁。 0.2我国火电厂氮氧化物控制政策
国外对氮氧化物进行严格控制已经有近20年的历史。我国长期以来对火电厂产生的大气污染物的控制主要集中在烟尘和二氧化硫上，对氮氧化物排放的治理尚处于起步阶段，对氮氧化物的总量控制也刚列入工作日程，控制标准如表0-1所示。
表0-1 火电厂燃煤锅炉NOX最高排放浓度（mg/m3）
时段 实施时间 Vdaf﹤10% 10%﹤Vdaf﹤20% Vdaf﹥20% 响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目 ② 第Ⅱ时段：1997年1月1日起至本标准实施前通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目 ③ 第Ⅲ时段：自2004年1月1日起，通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目（含在第2时段中通过环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，自批准之日起满5年，在本标准实施前尚未开工建设的火电厂建设项目） 第Ⅰ时段① 1500 1100 第Ⅱ时段② 1300 650 第Ⅲ时段③ 1100 650 450 2005年1月1日 2005年1月1日 2004年1月1日 注：① 第Ⅰ时段：1996年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影国务院颁发的《国家环境保护“十一五”规划》中明确规定：“继续开展氮氧化物控制研究，加快氮氧化物控制技术开发与示范，将氮氧化物纳入污染源监测和统计范围，为实施总量控制创造条件”。 2003年修订的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223
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－2003），则按时段和燃料特性分别规定了燃煤、燃油锅炉的氮氧化物排放限值，规定了火电厂氮氧化物的排放限值，见表1-1所示。
2009年环保部出台的《火电厂大气污染物排放标准(征求意见稿)》中，将火电厂的脱硝完成时间定在2015年1月1日。其中重点地区NOx（氮氧化物）排放量达到200毫克/立方米,非重点地区则为400毫克/立方米。
2010年环保部又颁布的《火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)》计划2012年1月1日开始实施。其中从2012年1月1日开始,要求所有新建火电机组NOx排放量达到100毫克/立方米。从2014年1月1日开始,要求重点地区所有火电投运机组NOx排放量达到100mg/立方米,而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/立方米。我国是以煤炭为主要一次能源的国家, 以燃煤电为主的电源结构在未来几十年内不会改变，但煤电的发展必然会带来日益严重的排放污染问题。我国氮氧化物的排放中有70％来自煤炭的直接燃烧，电力行业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOX排放的主要来源之一。目前，国内火电厂的NOX排放占整个污染的80％。氮氧化物成为继二氧化硫之后燃煤发电污染物治理的重点。据测算，我国2000年氮氧化物的排放量为1500万吨，如果不加以控制，预计到2010年氮氧化物的排放量将达到1765万吨，到2020年氮氧化物的排放量将达到2639万吨。然而，我国环境的氮氧化物环境容量只有1800万吨。
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