摘 要：隨著火力發(fā)電廠氮氧化物對環(huán)境造成的污染越來越引起人們的關(guān)注，研究火力發(fā)電廠氮氧化物的控制和治理措施對于保護環(huán)境來講具有重要的意義。文章主要分析了國內(nèi)外火力發(fā)電廠氮氧化物控制及治理措施的研究現(xiàn)狀，旨在為今后的研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；氮氧化物；控制；治理；研究現(xiàn)狀

引言

隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強，人們越來越重視火力發(fā)電廠污染物的排放問題等，火力發(fā)電廠的氮氧化物也吸引了人們更多的關(guān)注。尋找符合我國國情的火力發(fā)電廠氮氧化物的控制措施，實現(xiàn)煙氣脫硝裝置就顯得尤為重要。目前，我國大部分城市的空氣氮氧化物的濃度嚴重的危害了人們的身心健康，部分地區(qū)氮氧化物嚴重的甚至產(chǎn)生了光化學(xué)霧現(xiàn)象。在這種情況下，如果對氮氧化物不進行任何處理措施，那么氮氧化物將會嚴重的污染空氣和環(huán)境。

1 國內(nèi)火力發(fā)電廠氮氧化物控制措施及治理研究現(xiàn)狀

在控制氮氧化物的措施中，我國早期引進的鍋爐對燃煤機組氮氧化物排放量的控制在650mg/Nm3以下，使用的燃燒器具有低氮氧化物的功能。在早期的鍋爐中，型號為125MW、200MW和300MW型的鍋爐氮氧化物的排放量較高，由于早期技術(shù)的落后，低氮氧化物燃燒技術(shù)沒有開始進行研發(fā)。

在2003年，我國頒布了《火電廠大氣污染物排放標準》，此后，我國開始逐步實施了火力發(fā)電廠氮氧化物排放的控制量。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，我國也開始組建火電機組逐漸采用了低氮燃燒技術(shù)，經(jīng)過火力發(fā)電廠技術(shù)的不斷改進，有條件的火力發(fā)電廠也逐步地安裝了低氮燃燒器，并取得了一定的成效。在十一五期間，30萬千瓦和60萬千瓦裝機容量的機組上已開始使用商業(yè)化的煙氣脫硝裝置，這為火力發(fā)電廠降低氮氧化物的排放量打下了堅定的基礎(chǔ)。據(jù)調(diào)查研究表明，2014年當年投運火力發(fā)電廠煙氣脫硝機組容量約2.57億千瓦，這極大地促進了我國火力發(fā)電廠氮氧化物排放控制量工作的開展，截至2014年底，已投運火電廠煙氣脫硝機組容量約6.87億千瓦，占全國火電機組容量的75.0%，占全國煤電機組容量的83.2%。據(jù)不完全統(tǒng)計，在2009年到2014年年底，5年的時間，我國投運火電廠煙氣脫硝機組容量增加了6.37億千瓦，分布在我國大部分的省市。所采用的工藝技術(shù)一般采用的是SCR和SNCR這兩種。為從根本上控制火力發(fā)電廠氮氧化物污染物的排放量，首先應(yīng)考慮爐內(nèi)的低氮燃燒技術(shù)，可以降低最高50%的排放濃度，再選擇SCR或SNCR或兩者混合技術(shù)，以控制投資和運行成本，綜合考慮成本，低氮SCR對于大部分300MW及以上火電機組較為合適。需要說明的是，根據(jù)工程應(yīng)用情況來看，SNCR的適應(yīng)性相對較差，且其脫硝率較SCR的最高可達90%以上有不小差距。因此，在國家污染物排放法規(guī)越來越嚴的情況下（14年要求全部電廠排放濃度低于100mg/m3），SCR已成為絕大多數(shù)的選擇）。煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃的指導(dǎo)思想是落實節(jié)約、清潔，安全的能源戰(zhàn)略方針，到2020年，實現(xiàn)煤炭占一次能源消費比重下降到62%以內(nèi)。

2 國外火力發(fā)電廠氮氧化物控制措施及治理研究現(xiàn)狀

早在上世紀七十年代，發(fā)達國家如日本、原西德、美國、原蘇聯(lián)和加拿大等就開始致力于燃料NOx的生成機理、低NOx燃燒器的開發(fā)、爐內(nèi)脫硝技術(shù)以及爐后煙氣脫硝技術(shù)等的研究。到目前為止，已開發(fā)出多種商業(yè)化的低NOx燃燒目前，控制火電廠NOx排放的措施主要有兩種，一是通過燃燒技術(shù)的改進（包括采用先進的低NOx燃燒器）降低NOx排放量，國外低NOx燃燒技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)歷三代。第一代技術(shù)不對燃燒系統(tǒng)作大的改動；第二代技術(shù)以空氣分級燃燒器為特征；第代技術(shù)則是在爐膛內(nèi)同時實施空氣、燃料分級的三級燃燒方式（或燃燒器）。這種措施投資、運行費用低，采用最廣泛。二是尾部加裝煙氣脫硝裝置，其優(yōu)點是可將其排放量降至200mg/Nm3以下，但其初投資及運行費用高，在德國、日本、奧地利、中國等工業(yè)國得到了應(yīng)用。由于日本環(huán)境標準要求高，僅靠低NOx燃燒技術(shù)不能滿足環(huán)保要求。因此，大多采用了先進的選擇性催化還原法（SCR）方法。六十年代中期以前，德國的燃煤電廠NOx的排放濃度在2000mg/Nm3以上，1984年原聯(lián)邦德國在大型燃燒設(shè)備規(guī)定中制定了嚴格的氣體污染物排放限值，其中300MW以上燃煤燃燒器的煙氣中NOx的濃度控制在200mg/Nm3以下。德國已開發(fā)出多種低NOx燃燒工藝，但由于嚴格的環(huán)保標準，除采用低氮燃燒方式外，德國電廠還普遍使用了SCR方法，運行多年來，NOx的排放量一直穩(wěn)定在120-160mg/Nm3計，到目前為止，應(yīng)用SCR煙氣處理技術(shù)的電站燃煤鍋爐容量超過178100MW。其中，日本運行的安裝有SCR煙氣處理的機組容量約有23100MW，60多個電廠；歐洲運行的安裝有SCR煙氣處理的機組容量約有55000MW；到世紀九十年代末，美國安裝SCR煙氣處理的機組約有2211MW，到2003年，美國將運行超過100000MW容量裝有SCR的機組，占到美國機組容量的30%以上。

3 結(jié)束語

近年來我國NOx排放量不斷增加，酸雨污染已由硫酸型向硫酸、硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變，城市大氣環(huán)境形勢依然嚴峻，區(qū)域性大氣污染問題日趨明顯。探討火力發(fā)電廠氧化氮物排放量的控制及治理措施具有重要的環(huán)保意義。

參考文獻

[1]陳彬，姚麗萍，胡深.燃煤鍋爐降氮脫硝技術(shù)綜述[J].廣東化工，2012（3）.

[2]張澤凱，俞河，廖冰冰，等.鐵前驅(qū)體對Fe/β催化NH3-SCR反應(yīng)性能的影響[J].催化學(xué)報，2012（3）.

[3]柏源，李忠華，薛建明，等.燃煤煙氣H2O2脫硝性能影響因素的實驗研究[J].化工進展，2012（1）.

[4]趙勝國，胡永鋒.我國脫硝技術(shù)發(fā)展及技術(shù)經(jīng)濟分析[J].華電技術(shù)，2011（12）.

作者簡介：王玨（1984，1-），男，湖南省漣源市，漢族，本科，工程師，研究方向：火力發(fā)電廠熱機專業(yè)。