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。

本发明公开了一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法，通过在炉膛中增加热流计测点并采集锅炉实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数，按照建立好的结渣多区段计算步骤，推算出炉膛多个区段的实时结渣情况，为运行人员进行分区段吹灰提供参考。

本项目首先借助比较蛋白组学研究技术，从细胞内异亮氨酸合成及转运的整体网络入手，揭示其中影响氨基酸胞外积累的若干关键蛋白质，研究氨基酸合成及转运、代谢调控、底物利用、细胞通透等相关蛋白质的作用机制。然后采用系统生物学和代谢工程研究手段，利用启动子改造、基因共表达、酶定向进化等技 术进行系统改造，以显著提高乳糖发酵短杆菌支链氨基酸生产水平。比较蛋白组学分析将为支链氨基酸高产机理研究奠定坚实理论基础，乳糖发酵短杆菌代谢工程系统改造为工业化应用提供有力技术支撑。 关键技术 L-异亮氨酸是人体 8 种必需氨基酸之一，因其具特殊的结构和功能，其用量逐年增长，目前国际上日本生产 L-异亮氨酸且占垄断地位，厂家有味之素、协和发酵和田边制药三家，均已发酵法生产，产率达 30-35 g/L，提取率 60-70%，我国的异亮氨酸研究起步晚，目前分批发酵大罐产酸率为 20-22g/L，总得率为 40- 50%，与日本相比较，我国的 L-异亮氨酸生产水平还很低下，主要是由于生产菌株绝大多数通过诱变选育获得，少数菌株利用基因工程手段改造，但仅局限于少数合成酶基因，这严重制约了支链氨基酸产率的进一步提高。本成果克服了行业内的菌株瓶颈，并优化获得了工业发酵工艺。

各种支链氨基酸（如缬氨酸和异亮氨酸）、活性氨基酸（如 γ-氨基丁酸、谷胱甘肽）是目前需求市场巨大的高价值氨基酸，本研究室利用系统生物学和合成生物学最新原理，利用基因工程技术，构建了一序列具有自主知识产权的遗传转化工具，消除了开展代谢工程的制约因素；然后对氨基酸合成关键酶、代谢网络 进行了定向改造和针对性设计；最后系统改造宿主菌细胞膜壁成分，优化辅因子再生和生长效率，最终提升工业菌株产率。 创新要点 针对高价值氨基酸生产菌株，对其合成途径关键酶进行定向改造，赋予抗反馈抑制性性质，强化其转录表达；通过基因敲除优化其整体代谢网络，增大目的产物流量；优化菌株通透性、胞内能荷和氧化还原环境，增强其胁迫抗性和生长性能。 

本项目分别从乳酸菌和大肠杆菌出发，通过基因工程和代谢工程改造菌株，并优化菌株发酵条件和发酵策略，提高了生物合成 GABA 的产量和生产效率, 1 L以玉米芯水解液为碳源的培养基中的培养的 L. buchneri WPZ001 细胞通过静置发酵和静息细胞转化累计可得到 GABA 117 g。主要创新点结论如下：发现 L. buchneri WPZ001 可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并通过静置发酵高产 GABA；发现 E. coli BL21(DE3)/pET20b-torA-gadB 在信号肽 TorA 引导下可有效分泌表达 GadB 并可用于高效生产 GABA；发现在大肠杆菌中表达 Weimberg 途径可将木糖合成 GABA 的精简为 7 步反应；E. coli JWZ08/pWZt7-g3/pWZt7-xyl 以木糖直接合成 GABA 产量是此前葡萄糖直接合成 GABA 的报道的 3 倍。 

燃煤电站锅炉一次风粉传感器为全截面环状非接触式结构，其基本原理是利用燃煤电站制粉系统中煤粉颗粒物的摩擦起电原理，结合先进的测量模型实现煤粉流速、浓度及流量进行在线实时测量，误差优于5%。主要技术特点： 全截面结构，其内径与一次风管相同，不存在盲区，保证了测量结果的准确性和可靠性。 非接触式，无磨损，使用寿命长。 采用被动式静电检测原理，传感器只对移动煤粉敏感，测量系统免维护。 传感器安装在近燃烧器端，真实反映了入炉的各一次风管内煤粉浓度和流速分配状态。 结合风粉调节手段，可优化燃烧，减低污染物排放，防止锅炉结焦、腐蚀、水冷壁爆管等，对锅炉安全经济环保运行具有重要意义。

成果介绍燃煤电站锅炉一次风粉传感器为全截面环状非接触式结构，其基本原理是利用燃煤电站制粉系统中煤粉颗粒物的摩擦起电原理，结合先进的测量模型实现煤粉流速、浓度及流量进行在线实时测量，误差优于5[[[[%]]]]。技术创新点及参数主要技术特点：全截面结构，其内径与一次风管相同，不存在盲区，保证了测量结果的准确性和可靠性。非接触式，无磨损，使用寿命长。采用被动式静电检测原理，传感器只对移动煤粉敏感，测量系统免维护。传感器安装在近燃烧器端，真实反映了入炉的各一次风管内煤粉浓度和流速分配状态。市场前景结合风粉调节手段，可优化燃烧，减低污染物排放，防止锅炉结焦、腐蚀、水冷壁爆管等，对锅炉安全经济环保运行具有重要意义。

本技术采用烟道喷雾蒸发结晶技术实现脱硫废水零排放。通过水泵将废水 喷入到空预器和除尘器之间的烟道中的雾化喷嘴进行雾化,在高温烟气的加热作 用下，水分迅速蒸发成气相水蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，在脱硫塔的喷淋 冷却作用下，水分凝结进入脱硫塔的浆液循环系统被重复利用。废水中的污染物 转化为结晶物或者盐类等微小的固体颗粒，随烟气中的飞灰一起被静电除尘器捕 捉而从烟气中分离出来，从而除去污染物，实现废水的零排放。该技术的使用对 电厂后续设备包括静电除尘器(ESP)、脱硫塔(FGD)都会带来有利的影响。 市场及经济效益分析： 脱硫废水烟道喷雾蒸发结晶零排放技术具有工艺流程简单、适用范围广泛、 安全可靠、占地面积小等优点，且能够实现真正意义的废水零排放。该技术的投 资及运行成本比其他技术低50%以上，具有极强的市场竞争力。

本实用新型涉及一种燃煤烟气SO3梯级深度脱除系统，所述系统包括SCR脱硝装置、碱性吸收剂喷射装置、空预器、调温增效装置、静电除尘器、脱硫塔和湿式静电除尘器，所述调温增效装置包括降温段和升温段，所述SCR脱硝装置、空预器、调温增效装置降温段、静电除尘器、脱硫塔、湿式静电除尘器、调温增效装置升温段沿烟气脱除方向顺次设置；所述碱性吸收剂喷射装置设置的位置为SCR脱硝装置之前，SCR脱硝装置之后、空预器之前，或空预器之后、调温增效装置降温段之前。本实用新型通过各污染物控制装备对烟气中的SO3进行梯级深度脱除，实现SO3的排放浓度小于5mg/Nm3。

燃煤电站锅炉一次风粉传感器为全截面环状非接触式结构，其基本原理是利用燃煤电站制粉系统中煤粉颗粒物的摩擦起电原理，结合先进的测量模型实现煤粉流速、浓度及流量进行在线实时测量，误差优于5%。 主要技术特点： 全截面结构，其内径与一次风管相同，不存在盲区，保证了测量结果的准确性和可靠性。 非接触式，无磨损，使用寿命长。 采用被动式静电检测原理，传感器只对移动煤粉敏感，测量系统免维护。传感器安装在近燃烧器端，真实反映了入炉的各一次风管内煤粉浓度和流速分配状态。 结合风粉调节手段，可优化燃烧，减低污染物排放，防止锅炉结焦、腐蚀、水冷壁爆管等，对锅炉安全经济环保运行具有重要意义。