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所
与
木数
第八章
氮氧化物減排技术综评与思考
el0)
据预测，我国的能源消费结构20年内将仍然是以煤为主。无疑大气污染也必将以煤烟型为
主要特征。
燃用化石燃料不可免地会产生大量的SO和NO，这是尽人皆知的事实。火电厂是这两
种污染物的主要排放源。只要燃用煤炭，SO2和NO，总是如影随形，相伴而生。即使燃用清洁
燃料，SO2可以大幅度减少，NO－虽不是“依然故我”，却还大量存在。也就是说，人们甚至可
以用清洁燃料替代煤和油，完全从SO2的污染中解放出来，却摆脱不了NOx的污染绊。由此
可见，NO，减排和脱硝控制是何等的重要。在当前大量消费化石燃料的工业化时代，人们逐渐
有了环境觉醒，脱硫与脱硝被置于同等重要的地位，甚至还提升对颗粒物、汞和VOC的管控要
力，求。现有的主流技术有许多优点，能够满足高效和严苛的环保要求，但不足之处是经济上还不是
十分胜算的。投资和运行费用高，脱硫副产物价值低，甚至还难觅出路。脱硝则无有价值的副产
物，却消耗大量的还原剂和昂贵的催化剂。因此，不断优化主流工艺，寻求同时脱硫脱确的所谓
“双脱”技术和协同减排的多功效技术路线就成了该领域的热点。
本章将对主流脱硝工艺进行技术经济浅析，介绍几种值得重视的“双脱”技术，针对大好的
市场前景，综述评荐比较具有优势的减硝脱硝办法，并提出一些个人的思考，供讨论
节NO减排技术发展前景
据统计，通常火电厂燃用1t煤（硫分1％左右，分≤1％），产生SO2约18kg，NO：约
8kg生产1kW・h电可能产生SO27～7．5g，NO3～3．5g
我国近些年来，SO2和NO－的排放总量是随着社会经济的发展而节节升高的。平均年增长
量都在45～50万吨之间。以2005年和2010两年为例，SO2的年排放量是2549万吨和2268万
吨，NO是1395万吨和2274万吨。这就是说，我国的NO年排放量已超过SO：排放量，几乎
接近美国的NO年排放总量。这真是个今人心悚的数字！
由此可见，对于任何燃烧过程，包括燃油燃气和垃圾焚烧，NO2都是重要的污染物。我们
必须在大力治理SO2的同时努力控制NOx，只有双管齐下，オ可能取得大气污染防治这场硬仗
的全面胜利。
我国的NO2减排技术早在20世纪80～90年代就已起步，当时着眼点是投资少而又易于加
装改造的措施，各式各样的低NO，燃烧器和炉膛设计陆续研倒完成，取得了一定的效果，但终
因其NO，脱除率低，不能满足日益严格的环保标准的要求，被迫转向高效脱确技术的发展。进
人新世纪以来，福建漳州后石电厂开我国电厂规模烟气脱硝之先河，建成大型SCR装置。随后
在厦门嵩屿电厂和太仓电厂相继兴建300MW和600MW机组的烟气脱硝工程。这就预示着我国
大规模普难开展防治NO污染的高潮已经到来
我国的近年电力工业的发展迅猛，从表2－8－1可见一斑。
借鉴日、德、美等国技术先行的经验，在我国现阶段应采取的技术路线是：大力普及高效低
NO燃烧器（LNB），积极开发和示范空气分段、燃料分级供给和烟气循环的低氮燃烧技术，以
及超细煤粉再燃（MCR）技术，在这个基础之上，推进各种烟气脱硝的工程实施，特别是大型
火电用煤／亿吨
发电总容量／GY
火电容复
上
年份
6.0
312
218
保工
2000
12.5
9.0
386
22
2003
16.3
441
325
公可
2004
18
10.0
962
707
2010
近年，我国有关烟气脱硝的研发和工程实践进展相当快速，有望在“十二五”期回出
局面，技术和装备将有所突破。表2－8－2列出部分公司和单位的烟气脱硝研发进展状，1y
为简要罗列，由此足见一斑
表22回内部分単位的烟气脱研发进展
单位名称
MW机组等脱项目．合资组建了成都东方凯特璃环保化、公
脱硝工艺应用与研发现状
2003年引进德国鲁奇能源环保股份有限公司的SCR技术，承担广州恒运电厂2×300
东方锅炉（集团）殷份有
限公司
可，2006年9月，国内首批蜂离式环保脱硝催化剂正式投产，生产产能5000m2／年
2003年年底从德国FBE公司引进了SCR技术，截至目前，总业绩达到2600MW，引い20
中国国电北京国电龙源
环保工程有限公司
触媒化成株式会社SCR蜂窝式催化剂生产技术，由北京国电龙源环保工程有限公可和いsN
护研究院投资成立江苏龙源催化剂有限公司，生产的催化剂在2008年5月通过技术鉴定
引进意大利TKC公同SCR烟气脱硝技术，承担了上海外高桥第三发电厂1×1000MW
中电投远达环保工程有西新目2X60MW机组等烟气脱開工程．独资设立重庆远达催化剂制造有限公司，一
工
限公司
计能力1000m3／a，于2009年9月投产。承担了国家科技支撑计划项目“燃煤电厂两级式
与装备
中国大唐集团科技工程／2007年引进了日本BHK脱硝技术，在自主完成了多个脱硝工程的基础上，于200年
了脱硝技术的自主知识产权研发，内容包括CFD计算平台建立，板式脱确催化剂的研发
有限公司
备的创新及国产化
中国华电工程（集团）有／与目本三菱公司签订SCR法烟气脱硝工艺（项目合作协议），通过引进、消化、吸收
确技术，培养和造就了一支以工程设计和工程管理为核心的员工队伍，已承接北京
限公司
200MW，北京草桥2×300MW等多个脱硝项目工程
中国博奇环保科技（控自主开发的SCR技术已在华能海南东方电「厂2×350MW机组中应用，还与美国巴威
股）有限公司
杜尔等知名公司建立了长期的合作关系
清华同方环境股份有限、引进意大利TKC公司的SCR技术，研究开发了利用煤燃烧产物（飞灰）制造改性化
公司
同时，公司典型工程有浙江大唐乌沙山发电厂4×600MW机组、华能北京热电有限贵任公
4“机组、北京京能热电有限公司1～4“锅炉等
福建龙净环保股份有限与丹麦催化托普索等公同就SCR硝工艺进行了全面的合作，同时也与Cerm、巴布科对
公司上海龙净环保科技工」剂供应商及锅炉厂商在催化剂及其他脱南技术方面进行合作和交流，自我创断、承接了
程公司
厂、鸿山电厂等脱硝工程
中环工程（苏源环保）有」已研发成功具有自主知识产权的 GCL－SCR脱硝核心技术，并成功实施于北京市通州区ト
限公司
中心、广州恒运热电有限公司、江苏准阴发电有限责任公司等脱确工程项目中
北京中电疾环保工程有「与奥地利安博巨环境能源公司（ ENVIRGY合作引进SCR烟气脱硝技术，承建台集
限公司
湾能源公司、北京燕山石油化工有限公司“三电站220t／h水煤锅炉尾气脱氮项目“等
有低NO，燃烧技术和SCR、SNCR脱技术，与美国燃料技术公司（ Fueltech， I
科林环保工程有限贵任用SCR／SNCR混合脱硝技术承担了徐州山发电厂60MWw机组烟气脱硝工程项目，承
公司
际北京高井热电厂2×100 MWSCR脱硝工程，大唐北京高井热电厂4X50MW
100 MWSCR個化剂供货工程
风NO．的效果不是很高。但它们的特点是投资和运行贵用低，实和使用方
企业度受，在实烟气硝的过程中，人们逐渐取得共识，把低NO，燃烧技术和排
控制NO，的手段，只有当它仍来能达到环保要求时才考虑终端治理措
听以常
空气分级型低NO，烧器研制*早，产品品种*多，使用广泛，技术成熟、烧器作
30％ー50％，对媒种的适应性较强，所老锅炉均可适用。但它存在着火区高燃科，空气
足，控制不好可能导致着火过程的不稳定和伴随面来的许多热过程问题
多在309
燃料分级型燃烧器在减效果上比空气分级型进了一步。它的一级燃烧区在空燃比心量不足，
件下，能保证燃料在充足供氧条件下燃烧1二级燃烧区的还原性气氯使一级燃烧区生燃料
原成N因面它的NO放浓度较低。未来此类燃烧器将可能成为低NO，燃烧器研发的过下，能
过它的结构相对复杂，操作有一定难度，需要配选适当的二次燃料，而且只能在新建的成NM
构相对
烟气再环型是当前工业上使用较多的成熟技术，NO，减排效果不及上述两种类
25％左右，面且需要安装专用风机和烟運，对场地条件有一定要求，老厂加装改造受到左
总面言之，低NO，燃烧技术和燃烧器，包括低NO，炉腔设计在内均属于相对总
NO，减推措、将它作为一次控制技术纳人锅炉的总体设计和制造之中，成为锅炉整施
成
分，是完全必要的、可能的和合算的
对于NO，来说，正常的炉中减排措施无论如何优化完普，总去除率在60％上
2．终端控制一烟气的
燃烧过程的机理决定的。为了达到环保标准的规定，往柱还雷要设置二次处理，也对
端控制。终端控制是保障性的控制。一般工业上采用的烟气脱硝工艺按操作工况分为程的
两大类。某些化学工业的废气处理采用湿法・现代火电厂都用干法・在干法技术中控制
是*成熟、有数的主流技术，约占全世界烟气脱硝装置95％的份额，脱硝率可达90％t，只
的逃逸浓度可控制在2．28mg／m2以下。SNCR工艺的投资费用相对较低，但脱硝率只放的
右，氨的逃逸浓度在SCR的3倍以上。电子東辐照工艺，本质是干式氨法“双脱”技樹在
列入*有前途的脱硝工艺，脱硝率可以达到80％以上，同时脱硫，副产化肥
在
有人预测，未来10～15年是我国全面控制SO2和NO的时期，2010年，我国火的是
达到707GW，其中84％已装备FGD，28％已建成脱硝系统。显然脱硝还刚刚开始，如
容量脱硝估算，约需投入资金350亿元以上。如此巨大的市场是非常诱人的，吸引了
厂商，也激活了国内的许多环保工程公司。同时也迫切呼唤相应政策法规的引导，使康
范和适用可行的技术标准，必须以创新的科学态度构建适合我国国情的脱硝思路和技不
言之如下
①把火电厂的烟气脱硝和交通车辆的尾气净化列入环境建设和和请社会建设的议
②把烟气脱硝与低NO－燃烧技术紧密结合起来实施或者说将实施低NO2燃烧拉メ
造烟气脱硝的基础的和先决的条件。
③编制相关的技术管理规范和设计标准，突出自主创新，强调技术和装备的国
经济政策予以支持
④抓紧研发新工艺，目标是投资费用低，催化剂和还原剂价廉易取，且可再生系
⑤随着脱硝技术和装备的发展，势必拉动上下游一系列的相关产业，*直接的是
制备和合成氨的生产
与
木数
第八章
氮氧化物減排技术综评与思考
el0)
据预测，我国的能源消费结构20年内将仍然是以煤为主。无疑大气污染也必将以煤烟型为
主要特征。
燃用化石燃料不可免地会产生大量的SO和NO，这是尽人皆知的事实。火电厂是这两
种污染物的主要排放源。只要燃用煤炭，SO2和NO，总是如影随形，相伴而生。即使燃用清洁
燃料，SO2可以大幅度减少，NO－虽不是“依然故我”，却还大量存在。也就是说，人们甚至可
以用清洁燃料替代煤和油，完全从SO2的污染中解放出来，却摆脱不了NOx的污染绊。由此
可见，NO，减排和脱硝控制是何等的重要。在当前大量消费化石燃料的工业化时代，人们逐渐
有了环境觉醒，脱硫与脱硝被置于同等重要的地位，甚至还提升对颗粒物、汞和VOC的管控要
力，求。现有的主流技术有许多优点，能够满足高效和严苛的环保要求，但不足之处是经济上还不是
十分胜算的。投资和运行费用高，脱硫副产物价值低，甚至还难觅出路。脱硝则无有价值的副产
物，却消耗大量的还原剂和昂贵的催化剂。因此，不断优化主流工艺，寻求同时脱硫脱确的所谓
“双脱”技术和协同减排的多功效技术路线就成了该领域的热点。
本章将对主流脱硝工艺进行技术经济浅析，介绍几种值得重视的“双脱”技术，针对大好的
市场前景，综述评荐比较具有优势的减硝脱硝办法，并提出一些个人的思考，供讨论
节NO减排技术发展前景
据统计，通常火电厂燃用1t煤（硫分1％左右，分≤1％），产生SO2约18kg，NO：约
8kg生产1kW・h电可能产生SO27～7．5g，NO3～3．5g
我国近些年来，SO2和NO－的排放总量是随着社会经济的发展而节节升高的。平均年增长
量都在45～50万吨之间。以2005年和2010两年为例，SO2的年排放量是2549万吨和2268万
吨，NO是1395万吨和2274万吨。这就是说，我国的NO年排放量已超过SO：排放量，几乎
接近美国的NO年排放总量。这真是个今人心悚的数字！
由此可见，对于任何燃烧过程，包括燃油燃气和垃圾焚烧，NO2都是重要的污染物。我们
必须在大力治理SO2的同时努力控制NOx，只有双管齐下，オ可能取得大气污染防治这场硬仗
的全面胜利。
我国的NO2减排技术早在20世纪80～90年代就已起步，当时着眼点是投资少而又易于加
装改造的措施，各式各样的低NO，燃烧器和炉膛设计陆续研倒完成，取得了一定的效果，但终
因其NO，脱除率低，不能满足日益严格的环保标准的要求，被迫转向高效脱确技术的发展。进
人新世纪以来，福建漳州后石电厂开我国电厂规模烟气脱硝之先河，建成大型SCR装置。随后
在厦门嵩屿电厂和太仓电厂相继兴建300MW和600MW机组的烟气脱硝工程。这就预示着我国
大规模普难开展防治NO污染的高潮已经到来
我国的近年电力工业的发展迅猛，从表2－8－1可见一斑。
借鉴日、德、美等国技术先行的经验，在我国现阶段应采取的技术路线是：大力普及高效低
NO燃烧器（LNB），积极开发和示范空气分段、燃料分级供给和烟气循环的低氮燃烧技术，以
及超细煤粉再燃（MCR）技术，在这个基础之上，推进各种烟气脱硝的工程实施，特别是大型
火电用煤／亿吨
发电总容量／GY
火电容复
上
年份
6.0
312
218
保工
2000
12.5
9.0
386
22
2003
16.3
441
325
公可
2004
18
10.0
962
707
2010
近年，我国有关烟气脱硝的研发和工程实践进展相当快速，有望在“十二五”期回出
局面，技术和装备将有所突破。表2－8－2列出部分公司和单位的烟气脱硝研发进展状，1y
为简要罗列，由此足见一斑
表22回内部分単位的烟气脱研发进展
单位名称
MW机组等脱项目．合资组建了成都东方凯特璃环保化、公
脱硝工艺应用与研发现状
2003年引进德国鲁奇能源环保股份有限公司的SCR技术，承担广州恒运电厂2×300
东方锅炉（集团）殷份有
限公司
可，2006年9月，国内首批蜂离式环保脱硝催化剂正式投产，生产产能5000m2／年
2003年年底从德国FBE公司引进了SCR技术，截至目前，总业绩达到2600MW，引い20
中国国电北京国电龙源
环保工程有限公司
触媒化成株式会社SCR蜂窝式催化剂生产技术，由北京国电龙源环保工程有限公可和いsN
护研究院投资成立江苏龙源催化剂有限公司，生产的催化剂在2008年5月通过技术鉴定
引进意大利TKC公同SCR烟气脱硝技术，承担了上海外高桥第三发电厂1×1000MW
中电投远达环保工程有西新目2X60MW机组等烟气脱開工程．独资设立重庆远达催化剂制造有限公司，一
工
限公司
计能力1000m3／a，于2009年9月投产。承担了国家科技支撑计划项目“燃煤电厂两级式
与装备
中国大唐集团科技工程／2007年引进了日本BHK脱硝技术，在自主完成了多个脱硝工程的基础上，于200年
了脱硝技术的自主知识产权研发，内容包括CFD计算平台建立，板式脱确催化剂的研发
有限公司
备的创新及国产化
中国华电工程（集团）有／与目本三菱公司签订SCR法烟气脱硝工艺（项目合作协议），通过引进、消化、吸收
确技术，培养和造就了一支以工程设计和工程管理为核心的员工队伍，已承接北京
限公司
200MW，北京草桥2×300MW等多个脱硝项目工程
中国博奇环保科技（控自主开发的SCR技术已在华能海南东方电「厂2×350MW机组中应用，还与美国巴威
股）有限公司
杜尔等知名公司建立了长期的合作关系
清华同方环境股份有限、引进意大利TKC公司的SCR技术，研究开发了利用煤燃烧产物（飞灰）制造改性化
公司
同时，公司典型工程有浙江大唐乌沙山发电厂4×600MW机组、华能北京热电有限贵任公
4“机组、北京京能热电有限公司1～4“锅炉等
福建龙净环保股份有限与丹麦催化托普索等公同就SCR硝工艺进行了全面的合作，同时也与Cerm、巴布科对
公司上海龙净环保科技工」剂供应商及锅炉厂商在催化剂及其他脱南技术方面进行合作和交流，自我创断、承接了
程公司
厂、鸿山电厂等脱硝工程
中环工程（苏源环保）有」已研发成功具有自主知识产权的 GCL－SCR脱硝核心技术，并成功实施于北京市通州区ト
限公司
中心、广州恒运热电有限公司、江苏准阴发电有限责任公司等脱确工程项目中
北京中电疾环保工程有「与奥地利安博巨环境能源公司（ ENVIRGY合作引进SCR烟气脱硝技术，承建台集
限公司
湾能源公司、北京燕山石油化工有限公司“三电站220t／h水煤锅炉尾气脱氮项目“等
有低NO，燃烧技术和SCR、SNCR脱技术，与美国燃料技术公司（ Fueltech， I
科林环保工程有限贵任用SCR／SNCR混合脱硝技术承担了徐州山发电厂60MWw机组烟气脱硝工程项目，承
公司
际北京高井热电厂2×100 MWSCR脱硝工程，大唐北京高井热电厂4X50MW
100 MWSCR個化剂供货工程
风NO．的效果不是很高。但它们的特点是投资和运行贵用低，实和使用方
企业度受，在实烟气硝的过程中，人们逐渐取得共识，把低NO，燃烧技术和排
控制NO，的手段，只有当它仍来能达到环保要求时才考虑终端治理措
听以常
空气分级型低NO，烧器研制*早，产品品种*多，使用广泛，技术成熟、烧器作
30％ー50％，对媒种的适应性较强，所老锅炉均可适用。但它存在着火区高燃科，空气
足，控制不好可能导致着火过程的不稳定和伴随面来的许多热过程问题
多在309
燃料分级型燃烧器在减效果上比空气分级型进了一步。它的一级燃烧区在空燃比心量不足，
件下，能保证燃料在充足供氧条件下燃烧1二级燃烧区的还原性气氯使一级燃烧区生燃料
原成N因面它的NO放浓度较低。未来此类燃烧器将可能成为低NO，燃烧器研发的过下，能
过它的结构相对复杂，操作有一定难度，需要配选适当的二次燃料，而且只能在新建的成NM
构相对
烟气再环型是当前工业上使用较多的成熟技术，NO，减排效果不及上述两种类
25％左右，面且需要安装专用风机和烟運，对场地条件有一定要求，老厂加装改造受到左
总面言之，低NO，燃烧技术和燃烧器，包括低NO，炉腔设计在内均属于相对总
NO，减推措、将它作为一次控制技术纳人锅炉的总体设计和制造之中，成为锅炉整施
成
分，是完全必要的、可能的和合算的
对于NO，来说，正常的炉中减排措施无论如何优化完普，总去除率在60％上
2．终端控制一烟气的
燃烧过程的机理决定的。为了达到环保标准的规定，往柱还雷要设置二次处理，也对
端控制。终端控制是保障性的控制。一般工业上采用的烟气脱硝工艺按操作工况分为程的
两大类。某些化学工业的废气处理采用湿法・现代火电厂都用干法・在干法技术中控制
是*成熟、有数的主流技术，约占全世界烟气脱硝装置95％的份额，脱硝率可达90％t，只
的逃逸浓度可控制在2．28mg／m2以下。SNCR工艺的投资费用相对较低，但脱硝率只放的
右，氨的逃逸浓度在SCR的3倍以上。电子東辐照工艺，本质是干式氨法“双脱”技樹在
列入*有前途的脱硝工艺，脱硝率可以达到80％以上，同时脱硫，副产化肥
在
有人预测，未来10～15年是我国全面控制SO2和NO的时期，2010年，我国火的是
达到707GW，其中84％已装备FGD，28％已建成脱硝系统。显然脱硝还刚刚开始，如
容量脱硝估算，约需投入资金350亿元以上。如此巨大的市场是非常诱人的，吸引了
厂商，也激活了国内的许多环保工程公司。同时也迫切呼唤相应政策法规的引导，使康
范和适用可行的技术标准，必须以创新的科学态度构建适合我国国情的脱硝思路和技不
言之如下
①把火电厂的烟气脱硝和交通车辆的尾气净化列入环境建设和和请社会建设的议
②把烟气脱硝与低NO－燃烧技术紧密结合起来实施或者说将实施低NO2燃烧拉メ
造烟气脱硝的基础的和先决的条件。
③编制相关的技术管理规范和设计标准，突出自主创新，强调技术和装备的国
经济政策予以支持
④抓紧研发新工艺，目标是投资费用低，催化剂和还原剂价廉易取，且可再生系
⑤随着脱硝技术和装备的发展，势必拉动上下游一系列的相关产业，*直接的是
制备和合成氨的生产
