混氨燃燒：燃煤發電減碳新路徑

　　35%混氨燃燒=35%碳減排

　　“混氨燃燒技術正逐步成為行業矚目的焦點，燃煤鍋爐混氨燃燒技術有望成為未來燃煤機組大規模碳減排的有效技術路徑。”在日前舉行的一次技術交流會上，煙臺龍源電力(001289)技術股份有限公司(簡稱煙臺龍源)鍋爐潔凈經營開發部經理張文振如是說。

　　據統計，2022年中國CO 排放量約114.8億噸，其中燃煤發電機組排放約40億噸，占1/3以上，是我國最大的碳排放來源。“因此，減少燃煤發電的二氧化碳排放是我國順利實現碳達峰碳中和目標的關鍵。而使用零碳燃料替代煤炭，可實現從源頭上降低燃煤機組的碳排放。”張文振說。

　　張文振介紹，與氫相比，氨體積能量密度高，單位能量儲存成本低，大規模儲存和運輸基礎設施與技術成熟完善，是一種極具發展潛力的清潔能源載體和低碳燃料。考慮到目前可再生能源生產氨的能力有限，短期內不可完全替代煤炭。因此，以氨替代部分燃煤，采用氨與煤混合燃燒的方式，是現階段降低燃煤機組CO 排放更加現實可行的技術選擇。

　　然而，目前全球范圍內將氨作為低碳燃料的研究仍處于起步階段，且皆集中在實驗室小尺度研究，還未能在工業尺度條件下驗證將氨作為低碳燃料大規模使用的可行性。

　　國家能源集團通過對氨煤混燃機理實驗研究、40兆瓦燃煤鍋爐混氨燃燒工業試驗研究，驗證了燃煤鍋爐混氨燃燒的可行性，開發了燃煤鍋爐混氨燃燒技術。該技術采用煙臺龍源公司自主研發的集高效穩燃、低氮排放一體化的混氨低氮煤粉燃燒器，并配備多變量可調的氨供應系統，在保證混氨燃燒著火與燃盡性能的同時，可降低NOX的生成與排放，且基本無NH3逃逸，燃盡率達到99.99%。

　　“該技術在國際上首次實現40MW燃煤鍋爐混氨燃燒熱量比例達35%，技術成果達到國際領先水平，目前已通過中試驗證。”張文振說，在碳減排方面，35%混氨燃燒相當于35%碳減排。若利用該技術對我國11.6億千瓦燃煤發電機組進行推廣應用，可年減排CO 約13.5億噸。

　　煙臺龍源潔凈事業部研發工程師范燕榮介紹，以單臺600MW等級機組摻燒10%綠氨為例計算，年運行4000小時，一年需要液氨量約11.3萬噸，減少標煤7.25萬噸，可減少CO 排放約18萬噸。國能集團現有燃煤發電裝機約20662萬千瓦，若對所有燃煤機組進行10%綠氨摻燒，則每年需要綠氨約3900萬噸，每年可減少CO 排放6200萬噸。日前，中國神華(601088)廣東臺山電廠600MW煤電機組成功實施高負荷發電工況下煤炭摻氨燃燒試驗，已完成10%的低比例工程驗證，預計年底實現20%摻氨比例工程驗證。

　　“該技術也可應用于火電、化工企業的熱能裝置或燃煤鍋爐中，逐步實現化石燃料替代，減少火電、化工企業燃煤或燃氣機組的碳排放。”范燕榮說。

　　對于該技術的未來發展方向，范燕榮強調，在燃煤機組方面，未來將通過技術攻關將摻氨比例提高，由此碳減排的幅度也會相應提高;在工藝上下游方面，化工領域的合成氨工藝為混氨燃燒技術的上游產業鏈，當前在化工行業中合成的灰氨較多，且過程中會排放大量二氧化碳，他們下一步的目標是把整個產業鏈連接起來，從清潔能源制取綠氫，再到采用相對低碳的方式合成綠氨，最后再將綠氨運用到燃煤機組上，實現整個產業鏈的碳減排或全過程無碳排放。

　　談及混氨燃燒技術的經濟性時，煙臺龍源武漢分公司經理林宇鵬表示，盡管當前合成氨價格較高，但隨著合成綠氫與綠氨技術的不斷成熟和成本的不斷降低，混氨燃燒的經濟性將逐漸顯現。特別是考慮到未來碳稅價格的增加與政策的引導，混氨燃燒技術有望成為燃煤機組低碳轉型的重要選擇。

　　來源： 中國化工報