空气加湿低氮燃烧系统设计(2)
1.1 常见的脱硝方法
氮氧化物是燃煤电站排放的主要污染物之一，对环境的会产生许多负面影响。当前，脱硫工艺已经成熟，发电燃煤过程中产生的硫化物已有显著的减少，接下来要解决的问题就是氮氧化物的处理。氮氧化物的处理方式主要有燃烧前脱硝、燃烧中脱硝与燃烧后脱硝。燃烧前脱硝和燃烧中脱硝对整体的改动不大，主要就是通过对燃料的洗选以及燃烧室的改进，使得氮氧化物的生成量有一定的降低。
现如今，电厂内常见的燃后脱硝技术主要有两种，及选择性非催化还原法以及(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)。这两种技术研究最为广泛，成效也最大。除此之外，对于柴油机、燃气轮机等内燃机，可以通过喷水加湿来降低燃烧所生成的氮氧化物。
1.1.1 SCR简介
SCR又称为选择性催化还原法，利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来有“选择性”地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的N2和H2O。通过SCR，能有效减少燃煤所产生的氮氧化物排放。SCR脱硝技术是当前最为成熟、脱硝率最高的技术。1957年美国的公司最先发现此技术，并且申请了专利[3]。其后，日本的科学家研制出新的催化剂并成功在燃油和燃煤锅炉上投入使用。当前，SCR技术发展已经相对成熟，是大部分火力发电厂脱硝的首要选择。但是相对其他的技术而言，SCR投入的成本较高，对机组改造也比较大[4]。此外，催化剂(如NH3)可能与燃料中的硫(S)生成NH4HSO4，对管道会造成腐蚀。国内外SCR系统大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃[5]。
图1.1.1 SCR脱硝流程图
1.1.2 SNCR简介
选择性非催化还原法(SNCR) 是一种不用催化剂，在850℃～1100℃范围内还原NOx的方法，还原剂常用氨或尿素，最早由美国发现，美国也是世界上应用最多的国家。相对于SCR法，SNCR法占地面积小，锅炉改动也比较小，成本相对较低，但是脱硝率较SCR法也下降很多[6]。因此，SNCR法一般用于建造时间相对久的旧点电厂与小型机组上[7]。
图1.1.2 SNCR脱硝流程图
1.1.3 喷水加湿低氮燃烧技术
喷水加湿低氮燃烧技术主要运用在柴油机与燃气轮机当中。氮氧化物在柴油机燃烧后排放出的污染物中占有一定的比重，对于环境的污染十分严重。加湿燃烧可以有效降低氮氧化物的排放。以四冲程柴油机为例，加入一定的水后进行燃烧，氮氧化物的排放量了有了一定的降低，并且进一步的实验表明，进气加湿实质上利用了水分子吸热量大的性质，使得燃烧过程中缸内温度降低，延缓了氮氧化物的生成速度[8]。