[01363484]基于多元串级协同的燃煤锅炉烟气超低NOx排放控制关键技术

当前我国约60%的电力来自于燃煤发电,但电站锅炉排放烟气中的NOx严重污染环境。因此,开展锅炉NOx超低排放技术研究对煤炭的高效清洁发电利用、环境保护与社会经济可持续发展具有重要的现实意义。为此,在国家、省自然科学基金及技术攻关等项目支持下,项目组针对大中型电站锅炉、各种工业锅炉及炉窑开展了“高效低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝串级协同超低NOx排放技术”的研究,研发了形成了新型高效低氮燃烧、高效煤粉分离与浓缩、自适应SNCR脱硝、SCR脱硝催化剂现场再生活化、高效低能耗宽负荷SCR脱硝及低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝的串级协同超低NOx排放技术的自有知识产权,项目的主要技术发明成果包括： （1）高效煤粉浓缩分离与高效低氮燃烧技术。研发了制粉系统新型高效粗粉分离器、制粉乏气中超细煤粉浓缩与分离器成套技术、基于制粉乏气超细煤粉作为再燃燃料的高效低氮燃烧技术、炉膛水冷度可实时调节的可调卫燃带燃烧成套技术,解决了锅炉稳定高效燃烧与低NOx生成之间的矛盾,显著提高了锅炉的燃料与负荷适应性,燃烧稳定性、锅炉燃烧效率,炉膛出口的飞灰含碳量和NOx生成量可分别降低30%以上。 （2）SCR脱硝催化剂现场再生活化技术。研发了锅炉现场SCR脱硝催化剂再生活化技术——高效再生活化液、再生活化工艺及成套设备,解决了失效与中毒催化剂返厂再生活化成本高、费时费力且毁损严重等技术难题,可使烟气脱硝效率长期维持在90%以上,极大地节省了催化剂再生活化的成本、时间与维护工程量。 （3）烟气SNCR脱硝氨气喷射智能自动跟随技术。针对烟气SNCR脱硝对烟气温度要求严荷（900±50℃）,燃料特性与负荷变化导致反应区烟温变化较大（800℃～1150℃）,从而严重影响SNCR的脱硝效率的技术难题,研发了自动伸缩摆动式氨喷射装置及其自动优化控制系统,在燃料及负荷变化时始终使脱硝还原剂喷射进入最佳的脱硝反应温度区间。 （4）宽负荷高效低能耗烟气SCR脱硝关键技术。煤种与负荷频繁变化导致SCR反应器入口烟温低于下限脱硝温度,使脱硝效率严重下降,氨逃逸率增多。为此研发了烟气/省煤器换热量可调的软硬件控制系统,确保全负荷工况范围内烟气NOx的超低排放;为克服脱硝系统尿素热解制氨工艺中高能耗的缺点,研发了锅炉尾部烟道内置式尿素热解制氨技术,使制氨能耗下降了15～30%。 （5）低氮燃烧+SNCR+SCR脱硝串级协同控制技术。对于燃烧低挥分煤种的锅炉,单一低氮燃烧与烟气脱硝难以实现超低NOx排放,需多种技术协同作用。为此,研究开发出了“低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝串级协同优化控制”联合脱硝与控制优化技术。 项目研究获授权专利31项,出版专著2部、在国内外公开发表相关学术论文27篇,形成了具有自主知识产权的成套技术,已应用于49家发电企业,实现了电厂NOx超低排放（＜50mg/Nm3）,为燃煤高效清洁发电提供了强力技术支持。目前,项目成果应用已累计实现新增销售额约10.73亿元,新增利润约8.74亿元,减排NOx排放112万吨,为社会经济发展与环境保护作出了重大贡献。