姚文卓 周涛 刘建全

摘  要：对于更严格的电厂燃煤锅炉NOx排放标准，须采用多种脱硝技术或进行优化升级。利用模糊层次分析法，对4种脱硝技术进行综合评价。计算表明：FeⅡEDTA湿法络合脱硝技术的综合评价最好，这项技术的关键在于吸收液的再生和利用;电子束照射法脱硝技术的关键在于降低自身耗电量;杂多酸法脱硝技术适合搭配其他脱硝工艺使用;脉冲电晕等离子体法脱硝技术中脉冲电源的性能有待优化。

关键词：燃煤锅炉  排放标准  脱硝  模糊层次分析法

中图分类号：TK229           文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（c）-0065-04

Fuzzy Evaluation of NOx Emission Reduction of Coal Fired Boilers

YAO Wenzhuo1，2  ZHOU Tao2*  Liu Jianquan1

（1.College of Energy and Mechanical Engineering， Shanghai University of Electric Power， Shanghai， 200082  China;2.School of Energy and Environment  Southeast University， Nanjing， Jiangsu Province， 210000  China）

Abstract： In order to cope with more stringent NOx emission requirements of coal fired boilers in power plants， a variety of denitration techniques or optimization upgrades are required. Four kinds of denitration technology were evaluated by using fuzzy comprehensive evaluation， computation shows that FeⅡEDTA wet process complexometric denitration method is much better than three other ways， the technology is the key to wastes water recycling; the emphasis of the electron beam method of denitration is to reduce power consumption; Polyoxometalates method is suitable to be used with other denitration technology; the performance of pulse power in Pulsed Corona Discharge Plasma is to be further optimized.

Key Words： Coal fired boilers; Emission standards; Denitration; Fuzzy comprehensive evaluation

為满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）电厂燃煤锅炉NOx排放低于100mg/Nm3，多数电厂选择低NOx燃烧技术（LNB），选择催化还原技术（SCR），选择非催化还原技术（SNCR）等主流脱硝技术。基于目前机组容量及负荷变化情况对于NOx排放的影响程度[1]，上述工艺已能实现目前排放要求，但面对更严苛的排放标准且要实现“超净排放”，还需对现有脱硝技术优化[2，3]或采用其他工艺降低氮氧化物的生成量[4]。王莉[5]对FeⅡEDTA湿法络合脱硝液的再生资源脱硝工程化应用取得进展。孙墨杰等人[6]研究了络合吸收结合生物还原法，在湿法络合脱硝基础上加入反硝化细菌，在络合剂再生方面取得突破。马双忱等人[7]研究了杂多酸化合液浓度、pH、温度等因素对NOx去除率的影响。张序等人[8]分析了杂多酸在烟气脱硝中的研究应用现状。利锋[9]分析了电子束照射法应用过程中的主要经济技术问题。KK Yong[10]通过将电子束与微波技术相结合，旨在降低能耗改善脱除效率。党永霞[11]研究了脉冲电晕结合不同吸收剂对NOx的脱除效率的差别。以上工艺都有很好的应用前景。模糊集合理论可表示不同因素间依赖关系，可对各因素进行细化评价[12]。考虑每种技术优势，通过模糊评价可更好地比较从而得出最适当的技术或改进结论。

2  评价方法

2.1 评价指标

为保证评价准确性，须两两对比给出相对重要性评分，在各评价指标间根据评价因子和隶属函数确立对应关系，这种方法[13]称为模糊层次分析法（FAHP法）。评价指标如图1所示。

2.2 评价权重

姜海涛[14]采用FAHP法确定指标权重，给出了各评价指标权重矩阵，B1～B3相对A的权重矩阵为：

W1=（0.3833  0.2333  0.3833）            （1）

C1-C3、C4-C6、C7-C10相对于B1-B3的权重矩阵为：

W21=（0.3833  0.2833  0.3333）          （2）

W22=（0.4667  0.2833  0.2500）           （3）

W23=（0.2750  0.2750  0.2083  0.2417） （4）

2.3 判断矩阵层次排序方法

徐泽水[15]给出了计算判断矩阵R=（r1 r2 … ri）T的通用公式：

式中aij为第i行元素对第j列元素相对得分。

层次排序S指根据判断矩阵算出上一层各指标对本层指标相对重要性权重：

式中     为模糊数学中计算方式，若A=（a1 a2），B=（b1 b2）T，则：

式中“∧”和“∨”为取小算子和取大算子。

3  计算结果

3.1 评价分值结果

（1）4种技术指标评价。

根据实际情况，各项指标评价如表1。

（2）各方案在B1、B2、B3上相对得分。

为确立相关性，两两相比较，当一项比另一项稍微、较强、强烈、极端重要时，记0.6、0.7、0.8、0.9，反之记0.4、0.3、0.2、0.1，同等重要记0.5。各方案在B1、B2、B2上相对得分如表2所示。

3.2 模糊判断矩阵计算结果

由表2和式（5）得FeⅡEDTA湿法络合脱硝在B1上的模糊判断矩阵为（0.2500 0.2167 0.2500）T，归一化处理后为（0.3488 0.3024 0.3488）T。

同理其他在B1上的模糊判断矩阵，归一化处理后为（0.3176 0.3176 0.3648）T和（0.3469 0.3469 0.3062）T和（0.3192 0.3616 0.3192）T。

在B1、B2、B3上的模糊判断矩阵为：

3.3 层次排序结果

各方案在B1、B2、B3上的单层次排序为：

单层次排序模糊判断矩阵：

层次总排序：

层次总排序值越高方案优越性更好。可以看出FeⅡEDTA湿法络合脱硝为最优方案。

4  结论

根据模糊综合评价法对FeⅡEDTA湿法络合脱硝、杂多酸法、电子束照射法、脉冲电晕等离子体法4种方案进行了评价，得出最优方案。

（1）根据最大隶属度原则，4种方法中FeⅡEDTA湿法络合脱硝法更优，结合计算过程和实际情况可以看出吸收剂成本过高且吸收液的处理问题是制约其的关键所在。

（2）电子束照射法的不足主要是由于其在工作过程中容易使烟尘覆盖于电极上，而单纯依靠电极振打难以很好地实现电极清洁，且自身耗电量大，降低了电厂经济性指标。

（3）杂多酸法脱硝技术中，虽然由于组成杂多酸钼等矿元素在我国储量丰富，产品易得，价格低廉，但其脱硝效率过低，更适合搭配其他脱硝工艺一同使用。

（4）脉冲电晕等离子体法中脉冲电源的性能待进一步优化，脉冲电晕放电过程对烟气中各组分的作用机理待进一步探究。

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