高浓度氮氧化物（５％以上）的治理是一个技术难度较高的课题。目前，对它的治理主要有SCR法，SNCR法、碱吸收等方法，前两者一般需要价格昂贵的催化剂或高温还原，运行成本较高，后者碱吸收后产生新的固废和废水，易造成二次污染。 本团队研发一种专门针对高浓度氮氧化物资源化的MAOPTS工艺，它在治理过程中仅向系统中加入水和空气，不需添加其它任何人造催化剂或化学药品即可使NOx转化为20-60%的硝酸产品，资源化率高达98.0%以上，尾气可达标排放（≦50pp

成果介绍 成果名称：降低循环流化床锅炉烟气NOx排放技术研究 成果参与单位：华北电力大学、中石化洛阳技术研发中心 成果完成人：常剑、齐文义、王体朋、陆强、陈千惠、李小苗、黄延召、郝代军、孟学峰、邓向军 知识产权情况：成果对应发明及实用新型专利1项，已形成完整知识产权体系 随着NOx排放标准的日益严苛，低NOx燃烧+SNCR+SCR（或臭氧脱硝）配置已经成为常态，严重削弱了循环流化床锅炉低成本污染物治理的优势。本研究在明确循环流化床锅炉NOx形成演化机制与CO原位催化还原脱除机理的基础上，确定关键污染物NOx与CO、炭质颗粒的时空分布与变化规律，确立专用脱硝催化剂的主要反应区域，构筑与CO和炭质颗粒原位脱硝反应高度协同匹配的催化剂和传递环境。开发适于循环流化床锅炉的脱硝催化剂，加入锅炉炉膛内部，利用燃料燃烧产生的CO和炭质颗粒原位脱除烟气中的NOx，高强度、粒度适宜的催化剂颗粒随循环灰在系统内循环，可以提高催化剂的使用效率，降低脱硝成本。 与现有脱硝技术相比，该技术具有操作流程短、使用方便、脱硝成本低的优势。为进一步验证本技术在不同尺度规模工业装置上的脱硝性能，需寻求再次工业验证装置。 创新点 1、基于循环流化床锅炉烟气NOx的生成与转化机理，提出了通过向循环流化床锅炉燃烧室内加入脱硝催化剂颗粒、利用循环流化床锅炉自身具有的特殊还原气氛、原位将烟气中的NOx催化还原为N2的技术路线。 2、基于循环流化床流动和热质传递特性，研究开发了一种脱硝催化剂，催化剂具有适宜的堆积密度、粒度分布和强度，使其在循环流化床循环燃烧过程中具有较高的保留度，降低了催化剂的用量，单位脱硝成本相对较低。 3、首次在工业规模220t/h循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验，脱硝效率达到50%～70%，实现了该装置NOx的超低排放。 市场前景 2022年在中石化九江分公司220t/h工业规模循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验，脱硝效率达到50%～70%，在停止SNCR喷氨和降低30%左右的臭氧的情况下，实现达标排放。 应用案例 据统计，全国大大小小的CFB锅炉超过3000台。日益严格的环保标准促使更多企业加大在环保方面的投入，但严峻的经济形势也会使企业在环保投资方面更加理性，能满足环保要求、经济上合算的技术将越来越受到人们的重视。低NOx燃烧+SNCR+SCR（或LoTOx）等是目前降低CFB锅炉烟气NOx排放的主要技术，但存在运行成本高、运行周期短等缺陷。 采用炉内脱硝催化剂的方法，在燃料燃烧过程中将NOx原位转化成N2，脱硝成本低、不会产生二次污染，具有良好的经济效益和社会效益。

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为了应对越来越严峻的环保要求和能源形势，我国正在推进能源转型，往可再生能源、绿色、低碳方向发展，提高可再生能源在一次能源中的占比。利用可再生电能生产氨，使用氨燃料为交通运输提供动力，是节能减碳有效的技术路线。现有的发动机和动力系统技术、发动机工业基础以及现有的交通工具基础已经为发动机使用氨燃料的转变奠定了坚实的基础。 大连理工大学低碳动力创新团队发明了加热点火室和重整气点火室，以及多杆式连续米勒可变气门等技术，极大提升了内燃机点火能量和点火可靠性，解决了替代燃料点燃式发动机混合气点火困难的问题。通过在不同负荷和进气温度下优化混合气成分和有效压缩比，能有效降低爆震倾向，同时保持高热效率。 加热点火室燃烧系统如图 1所示，燃烧系统包括主燃室和点火室，两室由通道相连，点火室容积与主燃室相比很小，其作用是产生控制主燃室预混合气着火的高温射流。主燃室内通过缸内直喷燃料形成预混合气。点火室单独供给燃料重整气并由火花塞点燃，燃烧产生的富含活性基高温射流冲入主燃室后引发预混合气的快速湍流燃烧。另外，点火室采用电加热控制内部温度，解决了冷启动问题。 图 1  点火室燃烧系统 多杆式连续米勒可变气门装置如图 2所示，无需使用调相机构(VVT)，即可满足发动机配气连续可变米勒循环正时要求。 基于本替代燃料高效燃烧技术，能够方便可靠地将中高速柴油机改造为使用氨燃料的无碳发动机，同时保持动力性基本不变，而且制造成本也基本不变，能够带来巨大的社会效益。

目前全国在用工业锅炉约  58 万台，其中燃煤锅炉约 48 万台，占工业锅炉总容量的 83%左右，每年消耗原煤约 6 亿吨左右。我国燃煤工业锅炉设计效率为72%-80%，接近国际水平，但其运行效率平均在 67%-72%，比国外先进水平低 10-15 个百分点。工业锅炉能源消耗和污染排放均居全国工业行业第二，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源，量大面广的燃煤工业锅炉是节能减排的重中之重。工信部在《工业节能“十二五”规划》中明确的九大行业节能降耗路线图将工业锅炉窑炉节能改造工程被列为九大重点节能工程之首，明确提出：“区分锅炉运行效率和使用燃料等情况，重点推进中小型工业燃煤锅炉节能技术改造。淘汰结构落后、效率低、环境污染重的旧式铸铁锅炉；采用在线运行监测、等离子点火、粉煤燃烧、燃煤催化燃烧等技术因地制宜对燃煤锅炉进行改造”。工业锅炉作为节能环保产业的重要组成部分之一，机遇与挑战并存，在日趋激烈的市场竞争环境下需要进一步攻克新技术，努力提高工业锅炉热效率，推进工业锅炉科技进步。采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。煤粉锅炉是大型电站锅炉应用的主要技术，其与链条炉相比具有热效率高、煤质适应性广，易于自动化的优点，且可以采用高效的脱硫除尘和 NOx 控制技术，实现高效洁净燃烧的目的（相对传统工业锅炉而言），因此工业锅炉采用煤粉燃烧具有很大的开发潜力。

项目简介 项目负责人从事锅炉燃烧调整及其设备技术改造二十五年，主要为火力发电厂和热电厂 各种形式的锅炉及其附属设备进行技术改造和优化运行方式设计及燃烧调整实验。 主要内容 （1）锅炉燃烧调整试验（煤粉锅炉、循环流化床锅炉、余热锅炉）及优化设计； （2）制粉系统改造及其节能运行方式设计； （3）高效低污染燃烧设备设计； （4）除尘器、分离器、脱硫设备设计及技术改造； （5）低效锅炉技术改造。 多年来为华能电力公司、中电投资公司、国电公司、地方热力公司等多家电厂提供锅 炉设备技术改造及调整实验，解决很多锅炉结焦、灭火、燃烧效率低等设备和技术难题，为 电厂节能减排、降低发电煤耗、减少锅炉事故、降低厂用电等方面做出很大贡献，受到合作 单位的高度评价。已经合作的单位有华能霍林河坑口发电有限公司、国电徐州发电有限公司、 中电投蒙东通辽热电有限责任公司等三十余个电力公司（厂）。