蒸汽锅炉脱硝及二氧化碳排放

一、蒸汽锅炉脱硝：
发达国家目前主要采取在大型 燃煤蒸汽锅炉上安装低氮燃烧器，使氮氧化物排放量降低40%左右。环保标准严格的热日本和德国还要求装设烟气脱氮装置。我国目前已在300MW及以上锅炉上装有低氮燃烧器，但大量300MW以下锅炉的氮氧化物尚无法控制。
蒸汽锅炉炉膛内产生NOx的成因有三方面。首先是燃料型，即燃料中所含的氮在加热后挥发，并与氧化合生成NOx。当炉膛温度超过1000℃后，燃料型NOx占有最大部分；其次是热反应型，当炉内温度超过1500℃后，燃烧空气中的N就与O2化合成NOx。在高温下这种热反应型的NOx也占有一定比例；再次是瞬时反应型，即在高温下空气中的N2与碳氢离子团瞬时生成的NOx。在锅炉中瞬时反应型的NOx所占份额很小。从NOx的生成机理分析，降低燃料区温度、避免局部高温区、减少过量空气系数，是减少NOx生成的有效办法。
现有三种公认的方法来控制NOx；燃烧控制技术，向炉内喷射吸收剂以及烟气脱硝技术，三种方法相比较，资金投入越多效果越好。
燃烧控制技术一般就是采用低NOx燃烧技术减少NOx的生成，如分级燃烧法、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环法等。它们的基本思想是，使已生成的NOx被碳部分还原；设法造成缺氧富燃的燃烧区域；设法降低局部高温区的燃烧温度；使燃烧区域的氧浓度适当降低。采用这些技术能使NOx生成量显著降低(对 燃煤锅炉降低率不超过75%），以至达到更严格的排放标准。
锅炉的喷射吸收剂系统和烟气脱硝（主要是SCR）系统可以达到使NOx排放率降低90%的水平。烟气脱硝要比烟气脱硫困难，原因是NOx的浓度比SO2的低，化学稳定性高，且NOx的溶解性差。从烟气中脱销的方法有干式流程的选择性催化还原（SCR)和选择性非催化还原（SNR）、湿式流程的氧化吸收发。一般可以在任何锅炉上先进行燃烧技术的改造，如果要求更严格，可以再加上燃烧的喷射和SCR技术。燃烧控制技术可以节省日常运行费用。
二、蒸汽锅炉二氧化碳减排：
近几十年来，大气的各种温室气体浓度正不断增加，它们对你全球气候变化的影响已引起了人们广泛的注意。各种温室气体中，以CO2的危害最为严重。大气中的CO2含量在最近20年中增加了27%，浓度达到360ppm。据估计目前每年约有260亿吨CO2被排入大气，其中大约有80%是有由于煤、油、天然气等矿物燃料的燃烧引起的。
进十几年来，各国学者已经提出了许多减少大气CO2含量，缓解温室效应的方案。总的来说，可分为三大类：
a.减少CO2的排放方案。这一方案中包括采用各种高效节能设备，以更高的效率生产电能，转化能量以及循环利用产品，特别是采用热电联技术以充分利用能源。通过这些措施减少化石燃料的消耗。
b.CO2排放控制和发展CO2化工方案。这种方案是将CO2从锅炉烟气中提取出来，加以贮藏，例如压入深海或油井深坑等；另一个可能是利用这些CO2作为化工原料，使其进入化工产品。
c.CO2零排放方案。包括使用核电、太阳能、水能、风能和地热，以及 生物质蒸汽锅炉利用生物质能和能源作物生产能源。
从长远观点看，CO2零排放技术显然是解决问题的最根本途径，在这些零排放技术中，生物质能又是其中最具潜力的。减少化石燃料的使用，提高能源的转换效率积极发展软能源，是降低大气中二氧化碳的含量的直接方法。CO2的排放与动力设备的热效率有着直接的关系，例如，对相同的供电负荷而言，若发电机组的效率提高一倍，就意味着所排放的CO2减少一半。在不久的将来，燃用化石燃料的发电机组最大效率可达45%，最高限度可望达到47%。与现在的发电效率相比，尤其是与效率低下的发电机组相比（如中国目前的水平仅为29～30%），通过提高效率来降低CO2排放是有着重要现实意义的。
通过减少化石燃料的消耗量可以降低CO2的排放量。除此之外的削减CO2的措施就是控制它的排放量，即通过吸收或分解的方法来脱除或分离已生成的CO2。尽管目前有许多烟气净化方法可以用来控制氮氧化物和硫氧化物的排放，但还没有有效地控制CO2排放的方法。
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