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工业锅炉氮氧化物（NOx）减排技术
（培训版）
山东铭翔环保科技有限公司
山东大学
二零一三年三月
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目 录
1.前言 ................................................................................................................................. 2
1.1我国工业锅炉概况 .............................................................................................. 2 1.2 我国工业锅炉NOx排放与治理现状 ................................................................ 2 1.3燃煤工业锅炉氮氧化物产生特点 ...................................................................... 2 1.4 相关国家政策 ..................................................................................................... 3 2.锅炉大气污染物排放标准 ............................................................................................. 3
2.1火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011） .............................................. 4 2.2北京市地方标准《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139-2007） ............ 5 2.3广东地方标准《锅炉大气污染物排放标准》（DB44/765-2010） ................ 6 2.4山东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》送审稿（DB37/-2012） ...... 8 2.5标准对比 .............................................................................................................. 9 2.6要求的脱硝效率 .................................................................................................. 9 3煤燃烧NOx生成途径、破坏和转化机理 .................................................................. 10
3.1 NOx的危害 ...................................................................................................... 10 3.2煤燃烧NOx生成类型及热力型、瞬时型生成机理 ...................................... 10 3.3 燃料型氮氧化物生成机理 ............................................................................... 12
3.3.1挥发分氮的氧化转化途径 ..................................................................... 13 3.3.2焦炭氮的氧化转化途径 ......................................................................... 15
4.工业锅炉脱硝技术现状 ............................................................................................... 15
4.1燃煤工业锅炉氮氧化物治理技术 .................................................................... 15 4.2燃煤工业锅炉氮氧化物控制难点 .................................................................... 16
4.2.1氮氧化物控制技术储备不足 ................................................................. 16 4.2.2氮氧化物控制成本大 ............................................................................. 16 4.3美国燃煤工业锅炉氮氧化物控制技术 ............................................................ 16 2.4适合我国的燃煤工业锅炉的NOx控制技术 .................................................. 18 2.5 SNCR技术在国外的应用 .................................................................................. 19 5主要脱硝技术介绍 ....................................................................................................... 20
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1.前言
1.1我国工业锅炉概况
工业锅炉一般是指单台锅炉压力小于2.45Mpa出力在45.5MW（65t/h）及以下的用于工业生产、居民采暖和热水供应的锅炉。工业锅炉在我国分布的行业广泛，集中在供热、冶金、造纸、建材等行业，布局相当分散，主要分布在大中城市及城镇建成区、工业区及周边地区。目前全国在用的工业锅炉约58万台，总功率约200万蒸t。其中，燃煤锅炉48万台，占总数的83%，年耗煤6t左右；容量小于35蒸t/h的锅炉约占工业锅炉总量的98.9%，其中大于等于20蒸t/h的占不到20%，2-10蒸t/h的占75%，小于1蒸t/h的占5%[9]，平均容量约3.4蒸吨/h。
燃煤工业锅炉与电站锅炉相比，炉型构造和燃烧方式有很大不同，燃煤电站煤粒径较细，燃烧主要在炉膛空间进行，燃烧状况好。燃煤工业锅炉多为低参数、小容量锅炉、火床燃烧锅炉，以链条炉为主，炉膛相对较小，燃烧方式为层燃，煤粒径大，燃烧集中在炉膛下部，燃烧条件相对较差，热效率较低，能耗大，设计效率为72-80%，实际运行效率60-65%，远低于设计水平和国际平均水平。
1.2 我国工业锅炉未来发展趋势
我国工业锅炉生产多年来维持在8-10万蒸t的水平，每年拆改和替代的锅炉达到3-4万蒸吨，每年新增总容量7.5-8.5蒸t，到2015年我国工业锅炉总台数将达到52万台，总容量为340万蒸t，单台锅炉容量为6.5蒸t，能源消耗量约7.7亿t标准煤。从2015年到2020年，我国经济发展方式将发生根本转变，能源利用效率提高，工业锅炉单台容量提高到7.6蒸t，总装机容量达到370万蒸t，由于集中供热的发展和城市大气污染物治理措施的实施，小锅炉比重降低，工业锅炉总台数降至49万台，能源消耗约8.8亿t标准煤。
1.2 我国工业锅炉NOx排放与治理现状
工业锅炉每吨煤约可产生7.4公斤的NOx，致使每年产生大约296万吨的NOx，并
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且随工业锅炉数量的增加而逐年增加。工业锅炉已经成为仅次于电站锅炉的耗煤大户和污染排放源，位居全国工业行业第二位。
我国燃煤的含氮量小于1%，有的高达3%。统计结果表明；工业燃煤锅炉中NOx排放质量浓度小于等于400.00mg/m3的锅炉占76%，NOx平均排放质量浓度为324.60mg/m3，燃油锅炉中NOx排放质量浓度小于等于400.00mg/m3的锅炉占84%，NOx平均排放质量浓度为318.20mg/m3；燃气锅炉中NOx排放质量浓度小于等于400.00mg/m3的锅炉占94%，NOx平均排放质量浓度为243.00mg/m3。表1是不同燃烧方式下未采用NOx控制技术时的NOx排放浓度。
表1同燃烧方式下未采用NOx控制技术时的NOx排放浓度（mg/m3）
燃烧方式 煤粉炉（旋流燃烧器对冲或前墙布置） 煤粉炉（四角切圆直流燃烧器） 层燃 抛煤机炉 常压流化床 汽油机 柴油机 NOx排放浓度（折算氧浓度6%） （mg/m3） 800-2150 500-1200 370-480 450-750 200-400 1000-4000 500-2000 1.3燃煤工业锅炉氮氧化物产生特点
燃烧过程中生成的氮氧化物中一氧化氮占95%以上，可在大气中氧化生成二氧化氮，二氧化氮比较稳定。燃烧过程中生成的氮氧化物由三部分构成：燃料型、热力型和快速型。一般而言，燃煤锅炉炉膛温度在1000-1500℃之间，生成的氮氧化物以燃料型为主，由燃料中的氮及其化合物在炉内与氧合成的产物，氧的浓度越高，烟气在高温区滞留的时间越长，燃料型氮氧化物生成量越大；当炉膛温度高于1500℃时，以热力型氮氧化物为主，温度越高，氧的含量越大，生成的浓度越大；快速型氮氧化物在燃煤工业锅炉中可以忽略不计。
我国燃煤工业锅炉燃煤品质差且差异大，污染物排放强度高，氮氧化物约为
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