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。

该项目在燃煤电站SCR脱硝过程中通过“流场-NOx浓度”分布式监测系统进行实时监测，通过数据获得“动态配氨”策略，有效节氨，并耦合“入口NOx浓度预测”MPC模块的主控制器，实现喷氨总阀超前动作、消除系统迟滞。

本发明提供了一种低NOx燃气燃烧器，综合了燃料分级、烟气再循环和多点分散燃烧控制技术，具有可形成多点分散燃烧的长火焰、降低燃烧峰值温度、均匀炉内热辐射分布、操作便捷、宽调节比、超低NOx排放的特点。技术上成熟，可广泛应用于以气体燃料的各种工业燃烧器及工业炉窑、工业锅炉等燃烧设备，可实现高效燃烧与超低NOx排放。市场预测：该低NOx燃烧技术可广泛应用于采用气体燃料的各种工业燃烧器及燃烧设备。保守估计，国内具有10多万台的市场容量，以平均每台燃烧器2万元计

一种针对所有燃煤锅炉以及以含硫含氮物质作为燃料的锅炉的燃烧后尾气中二氧化硫和氮氧化物的净化处理装置及方法，尤其是一种吸附－低温等离子体SO2和NOx同步脱除装置及其方法。主要特点 本方法无需任何脱硫脱硝剂，生成产物是工业原料硫酸和可直接排入大气的无害N2，无废物排放，可资源再利用，提高整体的经济效益；较连续等离子体反应器节省电力约50％。本发明以低温等离子体技术为主，结合吸附催化剂，使SO2和NOx分别按照氧化反应和还原反应的途径同步进行脱除，具有设备简单、投资少、占地面积小、能耗小、无二次污染、运行周期长和广泛适用于各种型号锅炉烟气脱硫脱硝等优点。 图1是该装置的总体结构示意图。其中有烟气进气阀11；出气阀12、引风进气阀13、流量调节阀门14；低温等离子体反应器2；主烟气进气端21；引风端22；主流烟气出气端23；反应产物出口24；等离子体发生器25：高压脉冲电源3；能量切换装置4；空气压缩机5；浓硫酸池6；纤维除雾器7。

1、改进传统燃烧器扩口设计，形成多个扩口小片层叠布置的角度可调的扩口，从而改变喷口火焰的形状。 2、改进齿形环的设计，可以在线调节齿形环位置和角度，使得气流之间的混合过程得以调节。 3、燃烧稳定，可实现低于 50%负荷稳燃，燃煤时 NOx 原始排放可<200mg/m3。 4、具有广泛的燃料适应性，在不改变结构的时候可以同时适用于 Vdaf=15~35%之间的煤种。

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物质,也是PM2.5的重要前体物。国内外研究和治理经验表明，控制区域性PM2.5污染是一项难度非常大的系统工程，必须在综合分析基础上，提出有针对性的控制对策，才能有效缓解区域PM2.5污染。 针对北京市《锅炉大气污染物排放标准》地方标准中关于燃油（气）工业锅炉的排放限值2016年4月1日起实施的新要求，研究开发了深度冷凝-低温等离子体燃气锅炉NOx超低排放组合工艺，达到颗粒物10mg/m3、二氧化硫20mg/m3、氮氧化物30mg/m3的燃气锅炉烟气排放限值指标，可提升锅炉热效率11%。全年120天共节约天然气量为108864m3,以北京工业天然气价格3.23元/立方米计算，可以节约天然气投资108864×3.23=351630元，投资回报期为1.2年。

本发明公开的去除焚烧烟气中NOX的催化剂，是以碳纳米管和二氧化钛为载体，以锰的氧化物以及氧化铈为双元活性组分的催化剂。制备方法可以采用溶胶凝胶法、溶剂热法、或者共沉淀法。本发明的催化剂将碳纳米管和TiO2同时作为载体，利用了CNTs优异的吸附性能和大的比表面积，结合TiO2作为传统载体的优点，并且以无毒无污染的MnOx和CeOx作为双元活性组分，使得CNTs的吸附与MnOX和CeOX的催化发生协同作用，降低了选择性催化反应的操作温度，在125℃时，达到99.5％的NOX脱除率。该催化剂可用于去除燃煤电厂、冶金工业、垃圾焚烧等高温过程中排放的NOX大气污染物。

（专利号：ZL 201210413882.5） 简介：本发明公开了一种提高O2/CO2气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，属于煤粉高效低污染燃烧领域。本发明将平均粒径在20微米以下的超细煤粉与平均粒径为70~90微米的普通粒径煤粉在O2/CO2气氛下混合燃烧，超细煤粉的混合质量百分比为10%~40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比>15%，在不增加O2/CO2中O2浓度前提下，采用超细煤粉与普通粒径煤粉混合燃烧，使得超细煤粉颗粒

多年来一直从事发动机排放污染物控制方面的研究工作，主持国家自然科学基金青年项目 1 项，参与国家自然科学基金面上项目 2 项，撰写论文 10 多篇。近几年主要针对柴油机 SCR 系统进行了较为细致的研究工作，对 DOC 的 NO 转化效率、尿素水溶液喷射方案优化、水溶液液-气相变转化规律、 SCR 系统流场及化学场模拟、催化剂起燃特性、系统结构优化、热-流-固-化学多场耦合及能量管理等方面做了较为深入的研究。团队可开展以下技术服务：协助企业开展发动机后处理系统的 CAE 计算及模拟仿真工作，提供设计