摘要：本文重点针对电站锅炉烟气当中的氮氧化合物的具体生成原理，以及如何降低NOx的几种排放方法进行了阐述，重点介绍了了NOx燃烧技术和尾部烟气选择催化还原脱硝技术。针对我国燃煤火力发电厂的实际工作状况，结合了脱硝工作的实际开展情况，提出了降低NOx排放量的有效措施。
关键词：发电站；锅炉脱硝；技术应用
随着我国社会经济的发展速度不断加快，人们在环境保护工作的意识上正在不断上涨。在火电厂的发电过程中，所产生的废气对环境的污染程度越来越严重，这一问题受到了相关工作单位和社会大众的高度重视，尤其是燃煤发电产业来讲，在实际的运营工作当中，主要的燃料是以煤炭资源为主，煤粉在燃烧过程当中会生成大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫以及硝化物等，这些气体对人们的生存环境质量产生了严重的影响，其中以NOx的影响最为明显。NOx物质直接排放在外部环境当中，对周围的土壤条件以及水体生态系统都产生了严重的影响，因此为了有效实现环境保护工作质量，完成节能减排控制污染物的排放理念，相关生产单位和各地方政府，针对这一问题充分重视，要求发电厂内部必须要不断降低NOx的排放量，通过各种先进的NOx燃烧技术，以及相应的脱硝技术来进行控制，有效达到节能减排的生产工作目标。
1.NOx的具体生成原理
电站锅炉在燃烧过程当中会生成大量的一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮占到的排放总量为95%。在实际研究过程当中，利用一氧化氮来有效代替NOx，而忽略了二氧化氮，一氧化碳产生后会直接被氢氧根离子氧化生成一系列危害性更大的化学物质，比如二氧化碳和硝化物等。电站锅炉在工作过程中，煤粉被直接送入到锅炉燃烧系统当中，在水冷壁的辐射热以及烟气热对流的作用下，以较高的速率进行燃烧，煤粉燃烧完成之后生成大量的焦炭以及有害气体。相关研究工作人员对煤粉燃烧过程当中的具体特性和燃烧完成之后生成的氧化氮途径的差异展开了分析和研究，将氧化氮的燃烧类型分为了热力型、瞬时型以及快速型三种类型。在电热锅炉的燃烧过程中，硝化物产生之后对周围环境的影响就会明显，因此火力发电单位必须要针对煤粉燃烧过程当中的脱硝技术展开研究和应用，有效降低燃烧过程当中产生NOx化合物，从而实现对环境的保护作用。
2.电站锅炉脱硝技术
2.1 NOx煤粉燃烧技术
对于燃煤电站的锅炉系统来讲，在燃烧过程当中只需要降低燃料型的NOx生成，就可以有效的控制NOx有害物质的排放量。在实际的工作当中运用了NOx燃烧器，可以在锅炉炉膛内部形成一种自然的空气动力场，同时在煤粉的剧烈燃烧当中，空气过剩系数小于1的剧烈燃烧区，让氮化物在燃烧过程当中更多的转化成为单质氮元素。
现阶段在我国大部分的火力发电站当中，采用的是NOx燃烧器设备主要分为了PM燃烧器WR型燃烧器以及双调风燃烧器等，通过这些燃烧器的应用，可以在燃烧过程中有效转变系统内部的空气和煤粉的混合比例，将煤粉的浓度差进行有效的控制，通过大量空气的有效输送，将浓度较大的煤粉通过空气的分散形成相对比较稀薄的煤粉，或者是形成较高的水平浓度差，有效降低NOx的生成量。在实际的燃烧过程中，通过对NOx具体的生成量来进行分析，浓煤粉在处于高温还原的环境下剧烈燃烧，所产生的NOx很容易被内部的气体还原成为氮气，尽管空气当中所含有的氧气量较多，也会挥发出一部分的NOx化合物，但是通过对系统内部的温度控制可以最大限度上降低NOx的挥发量。通过这种燃烧模式，可以有效降低烟气当中40%的氮氧化合物的硝化物形成，在整个燃烧效果上相对比较明显，具有良好的脱硝功能。
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2.2空气分级燃烧技术
低NOx煤粉燃烧器设备，在工作过程当中运用的是煤粉浓缩的方式来有效提高锅炉内部的煤粉浓度，在燃烧工作中随着内部燃烧温度的不断上涨，所形成的NOx化合物的比例也会有所变化。由于现阶段我国在煤炭资源质量上越来越差，在燃烧过程当中会形成大量的有害气体，因此通过空气分级燃烧技术的有效应用，可以提高锅炉燃烧的整体程度，同时还可以对一部分的NOx化合物进行有效的还原。
空气分级燃烧技术，在工作当中的基本原理是将煤粉燃烧所需要的空气分为两个不同的阶段来加以供应。第一个阶段是主燃烧阶段，在最初燃烧过程当中锅炉系统当中的空气含量，通常情况下占到了二次空气供应的70~80%之间，通过燃烧器直接将其输送到锅炉内部有效补充第一阶段煤粉气流的燃烧需求；第二阶段是煤粉的燃烬区域，在这一燃烧环节当中，整体的空气供给量占到了二次风量的5%~15%之间，通过燃烧器系统上方单独的输送喷口，直接将其输送到锅炉内部。通过空气分级燃烧之后，煤粉的整体燃烧程度有着明显的提升，可以将之前一些无法充分燃烧的煤粉彻底燃烬。燃烧完成之后所形成的产物还可以在锅炉的阻燃区域，将生成的NOx化合物直接还原成单质氮元素，并且通过分级空气的有效输入，可以最大限度上降低锅炉燃烧区域的燃烧温度，有利于降低NOx在该区域当中的氮化物的产生。
2.3尾部加装烟气脱硝装置
目前国家要求新建机组应同步建设先进高效脱硝装置，要求新建机组接近或达到燃机排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过10 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³，比《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉排放限值分别下降50%、30%和50%，目前火力发电厂采用的最佳成效工艺主要有选择性催化还原脱硝技术和选择性非催化还原脱硝技术。选择性催化还原烟气脱硝技术，是在300～420℃烟气温度和催化剂作用下，通过将氨气喷入烟气中，与烟气中的NOx 发生还原反应，转化成空气中天然含有的无害的N2（氮气）和H2O（水），脱硝效率可达70%-90%。选择性非催化还原烟气脱硝技术，是在850～1100℃烟气温度下，通过将氨水或者是尿素溶液喷入烟气中，还原剂与烟气中的NOx 发生还原反应，转化成N2（氮气）和H2O（水），脱硝效率可达40%左右。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低以外，其他并无太大区别。
3.电站锅炉脱硝技术的应用现状分析
火力发电厂，为了有效适应发电机组的调峰工作，对一批电站锅炉燃烧系统进行了有效的改造处理，保证机组处于一种低负荷燃烧的工作状态下，有效降低燃烧物当中氧化氮的排放量。经过改造工作之后，机组主要是以一种低负荷的燃烧工作状态为主，在整个脱硝的工作效率上相对较低。在近几年的发展过程中，通过新型机组的有效应用，达到了良好的节能减排的工作目标，运用了新型的低NOx燃烧器以及通过使用空气分级燃烧的方法，配备了比较先进的脱硝装置，充分满足了锅炉烟气的安全排放标准。因为我国在NOx的排放考核标准上实施相对较晚，因此在制造过程当中对NOx的实际排放量提出了较高的要求，相关的制造厂商和设计单位也采取了相应的控制措施来加以保障，NOx物质排放量得到了有效的控制。但是因为电厂内部运行控制技术存在不同的差异，因此在燃烧煤质的条件上也存在较大的不同。
4.结束语：
通过相关研究工作人员的实际勘察，可以看出传统的老式机组和新建机组，在NOx的实际排放量上差距相对较大，新建机组在NOx排放量上要远远低于传统的老式机组，由此可以看出现阶段我国电站锅炉脱硝工作得到了有效的开展。
参考文献：
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论文作者:郭宏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/19
标签：锅炉论文; 烟气论文; 煤粉论文; 电站论文; 工作论文; 技术论文; 空气论文; 《基层建设》2019年第24期论文;