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成果介紹 成果名稱：降低循環流化床鍋爐煙氣NOx排放技術研究 成果參與單位：華北電力大學、中石化洛陽技術研發中心 成果完成人：常劍、齊文義、王體朋、陸強、陳千惠、李小苗、黃延召、郝代軍、孟學峰、鄧向軍 知識產權情況：成果對應發明及實用新型專利1項，已形成完整知識產權體系 隨著NOx排放標準的日益嚴苛，低NOx燃燒+SNCR+SCR（或臭氧脫硝）配置已經成為常態，嚴重削弱了循環流化床鍋爐低成本污染物治理的優勢。本研究在明確循環流化床鍋爐NOx形成演化機制與CO原位催化還原脫除機理的基礎上，確定關鍵污染物NOx與CO、炭質顆粒的時空分布與變化規律，確立專用脫硝催化劑的主要反應區域，構筑與CO和炭質顆粒原位脫硝反應高度協同匹配的催化劑和傳遞環境。開發適于循環流化床鍋爐的脫硝催化劑，加入鍋爐爐膛內部，利用燃料燃燒產生的CO和炭質顆粒原位脫除煙氣中的NOx，高強度、粒度適宜的催化劑顆粒隨循環灰在系統內循環，可以提高催化劑的使用效率，降低脫硝成本。 與現有脫硝技術相比，該技術具有操作流程短、使用方便、脫硝成本低的優勢。為進一步驗證本技術在不同尺度規模工業裝置上的脫硝性能，需尋求再次工業驗證裝置。 創新點 1、基于循環流化床鍋爐煙氣NOx的生成與轉化機理，提出了通過向循環流化床鍋爐燃燒室內加入脫硝催化劑顆粒、利用循環流化床鍋爐自身具有的特殊還原氣氛、原位將煙氣中的NOx催化還原為N2的技術路線。 2、基于循環流化床流動和熱質傳遞特性，研究開發了一種脫硝催化劑，催化劑具有適宜的堆積密度、粒度分布和強度，使其在循環流化床循環燃燒過程中具有較高的保留度，降低了催化劑的用量，單位脫硝成本相對較低。 3、首次在工業規模220t/h循環流化床鍋爐上進行了脫硝催化劑工業應用試驗，脫硝效率達到50%～70%，實現了該裝置NOx的超低排放。 市場前景 2022年在中石化九江分公司220t/h工業規模循環流化床鍋爐上進行了脫硝催化劑工業應用試驗，脫硝效率達到50%～70%，在停止SNCR噴氨和降低30%左右的臭氧的情況下，實現達標排放。 應用案例 據統計，全國大大小小的CFB鍋爐超過3000臺。日益嚴格的環保標準促使更多企業加大在環保方面的投入，但嚴峻的經濟形勢也會使企業在環保投資方面更加理性，能滿足環保要求、經濟上合算的技術將越來越受到人們的重視。低NOx燃燒+SNCR+SCR（或LoTOx）等是目前降低CFB鍋爐煙氣NOx排放的主要技術，但存在運行成本高、運行周期短等缺陷。 采用爐內脫硝催化劑的方法，在燃料燃燒過程中將NOx原位轉化成N2，脫硝成本低、不會產生二次污染，具有良好的經濟效益和社會效益。

該項目在燃煤電站SCR脫硝過程中通過“流場-NOx濃度”分布式監測系統進行實時監測，通過數據獲得“動態配氨”策略，有效節氨，并耦合“入口NOx濃度預測”MPC模塊的主控制器，實現噴氨總閥超前動作、消除系統遲滯。

本發明提供了一種低NOx燃氣燃燒器，綜合了燃料分級、煙氣再循環和多點分散燃燒控制技術，具有可形成多點分散燃燒的長火焰、降低燃燒峰值溫度、均勻爐內熱輻射分布、操作便捷、寬調節比、超低NOx排放的特點。技術上成熟，可廣泛應用于以氣體燃料的各種工業燃燒器及工業爐窯、工業鍋爐等燃燒設備，可實現高效燃燒與超低NOx排放。市場預測：該低NOx燃燒技術可廣泛應用于采用氣體燃料的各種工業燃燒器及燃燒設備。保守估計，國內具有10多萬臺的市場容量，以平均每臺燃燒器2萬元計

一種針對所有燃煤鍋爐以及以含硫含氮物質作為燃料的鍋爐的燃燒后尾氣中二氧化硫和氮氧化物的凈化處理裝置及方法，尤其是一種吸附－低溫等離子體SO2和NOx同步脫除裝置及其方法。主要特點 本方法無需任何脫硫脫硝劑，生成產物是工業原料硫酸和可直接排入大氣的無害N2，無廢物排放，可資源再利用，提高整體的經濟效益；較連續等離子體反應器節省電力約50％。本發明以低溫等離子體技術為主，結合吸附催化劑，使SO2和NOx分別按照氧化反應和還原反應的途徑同步進行脫除，具有設備簡單、投資少、占地面積小、能耗小、無二次污染、運行周期長和廣泛適用于各種型號鍋爐煙氣脫硫脫硝等優點。 圖1是該裝置的總體結構示意圖。其中有煙氣進氣閥11；出氣閥12、引風進氣閥13、流量調節閥門14；低溫等離子體反應器2；主煙氣進氣端21；引風端22；主流煙氣出氣端23；反應產物出口24；等離子體發生器25：高壓脈沖電源3；能量切換裝置4；空氣壓縮機5；濃硫酸池6；纖維除霧器7。

1、改進傳統燃燒器擴口設計，形成多個擴口小片層疊布置的角度可調的擴口，從而改變噴口火焰的形狀。 2、改進齒形環的設計，可以在線調節齒形環位置和角度，使得氣流之間的混合過程得以調節。 3、燃燒穩定，可實現低于 50%負荷穩燃，燃煤時 NOx 原始排放可<200mg/m3。 4、具有廣泛的燃料適應性，在不改變結構的時候可以同時適用于 Vdaf=15~35%之間的煤種。

氮氧化物（NOx）是主要的大氣污染物質,也是PM2.5的重要前體物。國內外研究和治理經驗表明，控制區域性PM2.5污染是一項難度非常大的系統工程，必須在綜合分析基礎上，提出有針對性的控制對策，才能有效緩解區域PM2.5污染。 針對北京市《鍋爐大氣污染物排放標準》地方標準中關于燃油（氣）工業鍋爐的排放限值2016年4月1日起實施的新要求，研究開發了深度冷凝-低溫等離子體燃氣鍋爐NOx超低排放組合工藝，達到顆粒物10mg/m3、二氧化硫20mg/m3、氮氧化物30mg/m3的燃氣鍋爐煙氣排放限值指標，可提升鍋爐熱效率11%。全年120天共節約天然氣量為108864m3,以北京工業天然氣價格3.23元/立方米計算，可以節約天然氣投資108864×3.23=351630元，投資回報期為1.2年。

本發明公開的去除焚燒煙氣中NOX的催化劑，是以碳納米管和二氧化鈦為載體，以錳的氧化物以及氧化鈰為雙元活性組分的催化劑。制備方法可以采用溶膠凝膠法、溶劑熱法、或者共沉淀法。本發明的催化劑將碳納米管和TiO2同時作為載體，利用了CNTs優異的吸附性能和大的比表面積，結合TiO2作為傳統載體的優點，并且以無毒無污染的MnOx和CeOx作為雙元活性組分，使得CNTs的吸附與MnOX和CeOX的催化發生協同作用，降低了選擇性催化反應的操作溫度，在125℃時，達到99.5％的NOX脫除率。該催化劑可用于去除燃煤電廠、冶金工業、垃圾焚燒等高溫過程中排放的NOX大氣污染物。

（專利號：ZL 201210413882.5） 簡介：本發明公開了一種提高O2/CO2氣氛下煤粉燃燒性能且降低NOx生成的方法，屬于煤粉高效低污染燃燒領域。本發明將平均粒徑在20微米以下的超細煤粉與平均粒徑為70~90微米的普通粒徑煤粉在O2/CO2氣氛下混合燃燒，超細煤粉的混合質量百分比為10%~40%，超細煤粉中的揮發分質量百分比>15%，在不增加O2/CO2中O2濃度前提下，采用超細煤粉與普通粒徑煤粉混合燃燒，使得超細煤粉顆粒

多年來一直從事發動機排放污染物控制方面的研究工作，主持國家自然科學基金青年項目 1 項，參與國家自然科學基金面上項目 2 項，撰寫論文 10 多篇。近幾年主要針對柴油機 SCR 系統進行了較為細致的研究工作，對 DOC 的 NO 轉化效率、尿素水溶液噴射方案優化、水溶液液-氣相變轉化規律、 SCR 系統流場及化學場模擬、催化劑起燃特性、系統結構優化、熱-流-固-化學多場耦合及能量管理等方面做了較為深入的研究。團隊可開展以下技術服務：協助企業開展發動機后處理系統的 CAE 計算及模擬仿真工作，提供設計