煤粉工业炉装置模型
煤粉工业锅炉由于能源利用效率和污染物排放控制的良好表现，近年来获得了较为广泛地发展。烟尘、SO2、NOx排放浓度均可满足GB13271—2014锅炉大气污染物排放标准中重点地区大气污染物特别排放限值的要求，即基准氧含量9%条件下烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于30mg/m3、200mg/m3、200mg/m3。但各项污染物的排放数据对比超低排放限值，仍有一定差距。开发一种适合煤粉工业锅炉的低成本、高效率的超低排放技术迫在眉睫。
1煤粉工业锅炉的污染控制技术
煤粉工业锅炉的主流污染控制技术是袋式除尘技术、湿法脱硫技术、低氮燃烧技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。
1.1袋式除尘技术
袋式除尘技术(FabricFilter，FF)是一种是利用袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的干式除尘技术。目前根据烟气的温湿度、原始灰尘浓度、酸碱度等使用条件的不同，已开发出多种耐热性良好、化学性能稳定性、过滤效率出色的滤袋产品。袋式除尘技术效率高，一般可达到99.5%以上，烟尘排放质量浓度可低于30mg/m3，对亚微米颗粒具有较高的分级除尘效率[4]，已广泛应用在各工业领域，成为中国大气污染控制特别是PM2.5排放控制的主流技术。
1.2湿法脱硫技术
湿法脱硫技术(WetFlueGasDesulfurization，WFGD)是一种用碱性氧化物水溶液或水浆液在吸收塔内喷淋洗涤烟气中SO2的技术。根据采用脱硫剂的不同，常用的湿法脱硫技术有石灰石/石膏法、氨法和氧化镁法等三类，脱硫效率均能达到95%以上。湿法脱硫技术在电力、冶金、石化等行业应用广泛，占世界脱硫总装机容量的85%左右。中国90%以上的烟气脱硫工程采用的是石灰石/石膏湿法脱硫工艺，辽宁、山东等镁矿储量较为丰富的地区有一定氧化镁法脱硫工艺的应用。
1.3NOx控制技术
1.3.1低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等手段，通过延缓燃烧进程或稀释烟气显热，以控制热力型NOx的一类技术的统称。国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心(以下简称&ldquo;工程中心&rdquo;)采用空气分级燃烧和烟气再循环等方式，开发的新一代煤粉工业锅炉燃烧器已可实现NOx折算初始排放浓度<200mg/m3。
1.3.2SNCR脱硝技术
SNCR(SelectiveNon-CatalyticReduction，选择性非催化还原)是一种通过向高温烟气中尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术操作温度在800℃~1000℃，脱硝效率在30%～80%[5]。
1.3.3SCR脱硝技术
SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原)是一种基于在催化剂的作用下，通过向烟气中喷入尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地将烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度与催化反应的活性温度范围有关，以V2O5/TiO2金属氧化物为例，反应温度在260℃~425℃[6]，脱硝效率在80%以上。