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摘要：资源和环境一直以来都是人们关心的主要话题。环境问题因更加贴近生活，所以更加受到人们的广泛关注。目前世界三大环境问题：一是温室效应，二是酸雨，三是臭氧层破坏，这三大环境问题NOX都占有一定的份额，可知NOX对自然界的影响力之大。
关键词：NOx减排；研究；综述
引言
我国是能源生产与消费的大国，一次能源供应以煤炭为主，石油、天然气资源短缺。然而我国污染物排放总量长期居高不下，远远超过环境自净能力。国家加大了对主要污染物的排放控制。我国从上世纪70年代开始就进行酸雨的控制研究工作，但重点放在了SO2的治理上。并相继出台了大气污染防治法、排污费征收政策和火电厂脱硫电价补贴政策。与SO2相比，NOx不但对酸雨的形成影响很大，而且还是光化学烟雾形成的催化剂，其对大气的污染要远大于SO2形成的污染。目前我国脱硫工作已经取得较大进展，但氮氧化物的污染问题尚未得到有效控制，酸雨类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。火电厂是氮氧化物的主要排放源，因此，对火电厂进行“脱硝”迫在眉睫。
1 煤燃烧中NOX减排技术
目前，降低煤燃烧产生的NOX技术主要有两类，一类是通过燃烧技术的改进控制燃烧过程中NOX的生成，即低NOX燃烧技术；二是在燃烧后对烟气进行脱NOX技术，将已经生成的NOX转化为N2，即烟气脱硝技术。
火电厂中煤炭可以通过燃前净化来达到减少污染排放的目标。但也可以通过控制燃烧过程来实现污染物的排放量的降低。包括改变燃料性质、改进燃烧形式、调整燃烧条件、适当加入添加剂等方法来控制污染物的生成量，从而实现污染物排放量的减少。煤的燃中净化技术对污染物控制的效率稍低于烟气净化，但是投资和运行成本比烟气脱硝低，经济效益高。目前成熟的煤炭燃烧中氮氧化物减排技术包括：燃煤的低NOX燃烧技术、循环流化床燃烧技术和水煤浆燃烧技术。
2 循环流化床燃烧技术
流态化就是指固体颗粒（又称床料）在自下而上的流体（气体或液体）作用下，在床内形成的具有流体性质的流动状态。
流化床燃烧系指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下或高速气流与所携带的处于稠密悬浮煤料颗粒充分接触进行燃烧。
固定床：就是指炉料堆在风板上处于不动状态，气流速度较低，只能从煤粒之间缝隙流过，这也就是一般的层燃炉。这种炉一般要烧好煤（低位发热量为18810～25080KJ/kg）[1]。
气流床：就是指炉料处于气力输送状态，也就是煤粉炉煤粒的运动状态，煤粉炉是将煤磨成小于0.1mm的细粉，用空气吹入炉膛进行燃烧，燃烧时的煤粉基本上是随着气流一起飘动，在炉膛内停留时间短（2～3S）燃烧温度高（中心温度约1300～1500ºC），但炉内蓄热量少，因此烧无烟煤不易稳定，劣质煤更难稳定燃烧。
3 水煤浆燃烧技术
煤炭的气化与液化虽然已有成熟的技术，但是投资大，成本高，难以普遍推广，因而人们把注意力转向物理加工的煤浆燃料技术。水煤浆是一种低成本、见效快技术相对简单的经物理方法加工的煤基流体燃料。水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般指由60%-70%的煤粉、40%-30%的水和少量化学添加剂组成的混合物。
3.1水煤浆的优点及特性
具有良好的流动性、稳定性、易运输，可减少运输途中的损失，节省储煤场地，特别是可以采用液体燃烧方式用泵和管道输送。水煤浆加工简单，并易储存。
不存在自然着火、粉尘飞扬等问题；可以实现100%代油，且与油一样雾化燃烧，因此，原有的锅炉只要简单地改造即可燃用水煤浆，燃烧效率高，电厂锅炉能达到98%～99%以上，与煤粉接近；制备水煤浆的原料煤都是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般锅炉低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时由于水煤浆的水分在燃烧时具有还原反应并且燃烧温度又比一般煤粉温度低200℃左右，因此燃烧时排放的SO2、NOX可以大大减少。
3.2水煤浆的燃烧特性
水煤浆的燃烧过程一般是先通过雾化器将水煤浆雾化成细小的浆滴，一个浆滴通常包括若干个细小的煤粉颗粒，进去炉膛后，浆滴受热蒸发，将煤粉颗粒暴露在炉膛内，然后发生与煤粉炉内煤粒类似的燃烧过程。
3.3水煤浆的应用
水煤浆作为一种液体燃料，具有石油一样的流动性和稳定性，可以像油一样泵送、雾化，储存和稳定燃烧，燃烧效率高达98%以上，且负荷调节范围大，并具有节能、污染排放低、储存运输方便等特点。可广泛应用于工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉等作为燃料代煤，代油、代气燃烧，其应用范围可涉及宾馆、医院学校、工矿企业、电厂、集中供热站等需要燃料的各行各业[2]。
4 烟气脱硝技术
烟气脱硝技术可分为：催化还原法、液体吸收法和吸附法三大类。所谓催化还原法是在催化剂作用下，利用还原剂将NOX还原为无害的N2。这种方法虽然投资和运转费用高，且需消耗还原剂和燃料气，但由于对NOX的脱除效率很高，设备紧凑，故在国外得到了广泛应用，并收到越来越多的重视。液体吸收法是用水或者其它溶液吸收烟气中的NOX，该法工艺简单，能够以硝酸盐等形式回收N，从而进行综合利用，但是吸收效率不高。吸附法是利用吸附剂对烟气中的NOX进行吸附，然后在一定条件下使被吸附的NOX脱附回收，同时吸附剂再生。此法的脱氮率很高，并且能回收利用，但一次性投资很高。下面主要介绍了三大类烟气脱硝技术：湿法烟气脱硝技术、干法烟气脱硝技术和半干法烟气脱硝技术，并分别分析了其优缺点[3]。
5 湿法烟气脱硝技术
湿法烟气脱硝技术是通过液相对烟气洗涤、吸收脱氮的一种方法。其原理有氧化和还原两种，主要采用氧化吸收法，即利用氧化剂和NO发生氧化反应，将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2，再利用溶液进行吸收；还原法则是添加还原剂将NO还原为N2直接排放。湿法烟气脱硝技术具体可分为碱液吸收法、酸吸收法、络合吸收法、氧化吸收法等。湿法烟气脱硝技术为气液反应，反应速度快，脱硝效率高，一般在80%—90%，可在不使用SCR脱硝技术的情况下，实施NO2达标排放。且造价和运行费用极低，工艺简单，运行管理工程量极少，可实现全程自动化控制。发展迅速，各流程均有成熟技术可借鉴，并适合各种规模的电站及工业锅炉，对各种煤（油）具有较好的适应性。对燃烧装置无不良影响，生产工艺、原料来源及产物应用对周边企业无依赖性，有利于烟气NOx的吸收和脱除，不会造成（水体、噪声、粉尘等）二次污染，运行费用低。比传统脱硝方法降低运行费用50%—80%。
6 干法烟气脱硝技术
等离子体脱硝是20世70年代起开始研究的同时脱硫脱硝技术，利用高能电子将60−100℃的烟气中的N2、O2和水蒸汽等分子激活电离裂解，生成大量离子、自由基和电子等活性粒子，将烟气中的SO2和NOx氧化，同时与喷入的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。根据高能电子的来源，等离子体技术分为电子束照射法（EBA）和脉冲电晕等离子体法（PPCP），前者采用电子束加速器，后者采用脉冲高压电源。等离子体法具有工艺流程简单、可同时脱硫脱硝、副产物可作为化肥销售、不产生废水废渣等二次污染，处理后的烟气可直接排放等优点，但由于需要采用大容量、高功率的电子加速器，耗电量大、电极寿命短、价格昂贵，此外反应产物为气溶胶，难以捕集，到目前为止，该技术仍不成熟，有待进一步完善。
7 总结
对氮氧化物的控制措施是否得当将对我国未来的经济、政治、环境的可持续发展起着至关重要的作用。随着人们对环境污染治理的重视和一些高新技术的开发应用，必然会有更多的新技术应用到NOX的治理工作中，高效、低投入、资源化、无二次污染的NOX防治技术将成为未来研究的主流，也将为我国氮氧化物的治理提供更多经济、有效可行的技术方法。
参考文献：
[1]朱法华，王胜.火电NOX排放现状与预测及控制对策[J].能源环境保护，2004，18（1）：1-5.
[2]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2002：15-22.
[3]苏亚欣，毛玉如，徐璋.燃煤氮氧化物排放控制技术[M].化学工业出版社，2005，4（第一版）.
论文作者:李芹
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/1
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