低氮燃烧控制NOx技术
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一、低氮燃烧(控制炉内燃烧)法

目前针对氮氧化物的控制技术可以分为两种控制方法:一是控制炉内燃烧控制氮氧化物的生成;二是处理燃烧后烟气降低氮氧化物。

低氮燃烧法控制NOx是主要是基于燃料型NOx和少量热力型NOx的生成机理及其影响因素,采用调整燃烧参数的方法来降低NOx的排放,在实际应用过程中具有设备初投资或改造成本小、提高燃烧效率、运行费用低的特点,因而在技术可行条件下得到大规模的利用,主要包括:低NOx燃烧器、再循环烟气技术、空气分级燃烧技术和再燃技术。在各种技术中低NOx燃烧器技术和空气分级燃烧技术因良好的使用效果和技术经济性目前在低氮改造中已经得到广泛的应用。

 

◆ 低NOx燃烧器

 

采用燃料及空气分级技术,在结构上保证了燃烧空气、燃料分布的统一性,使燃气与主燃空气充分混合、从而稳定整个炉膛的热通量,避免局部高温,到达减少热NOx的排放量、同时延长燃烧器使用寿命的目的。

 

低NOx燃烧器采用优化比例调节控制系统,利用原系统燃气流量调节阀及助燃风调节风门,优化助燃风与燃气量配比,实现在线调节,提高燃烧效率,同时调节火焰形状,降低热力型NOx的产生。控制系统引入相应锅炉的DCS系统。

◆ 空气分级燃烧技术

 

主要是通过将燃料燃烧所需的空气分成两股或多股送入炉膛燃烧区域,控制燃料燃烧初期燃烧强度和NOx的生成量。一般将理论空气量的80%左右送入初期燃烧区域,通过在该区域形成相对贫氧的环境,不仅可以合理优化燃烧初期热负荷,甚至还可以形成还原性气氛抑制NOx的大量生成,降低最终NOx的生成总量。并在燃烧的后期补充剩下20%的空气进入烟气中,完成可燃物的燃尽过程。因在该区燃烧强度已经大大降低,即使通入适量的氧气也不会产生大量的NOx。

 

◆ 再燃技术

 

是燃料分别在富燃料和贫燃料状态下运行。在主燃烧段,主燃料在较高过量空气中燃烧,由燃料和空气中的氮形成NOx,由于这一燃烧段有较高的过量空气系数,其火焰峰值温度较低,从而使热力型NO的生成受到限制。再燃烧段的燃料又称为再燃燃料,通常是天然气、煤粉、油、HCN或其它碳氢化合物燃料,在主燃烧段上方喷入,形成富燃料的再燃烧段。从这一区段的再燃燃料中释放出来的烃基与主燃烧段中形成的NOx反应,NOx被还原成N2,另外,主燃烧段里产生的惰性产物使再燃烧段的火焰峰值温度降低,同时也降低了局部地区氧的浓度,抑制了NOx生成。后,在再燃烧段上方喷入剩余的燃烧用空气,形成贫燃料的燃尽区,从而完成燃烧全过程。

 

◆ 再循环烟气技术

 

是在锅炉的尾部烟道中抽取一部分低温烟气直接送入炉内,或与一次风、二次风混合后送入炉内,这样既可以降低燃烧温度,又可以降低氧气浓度,因而可以有效降低NOx的排放浓度。

二、烟气处理法

烟气处理技术是通过在燃烧后的烟气中喷入适当的还原剂将NOx加以还原

 

◆ SNCR技术

 

(非选择性催化还原技术)是将尿素或氨气与900~1100℃左右烟气混合发生还原反应,脱硝效率可达40~70%左右。

 

◆ SCR技术

 

选择性催化还原技术)。将氨气与300~400℃烟气混合并将NOx还原。

这两种技术与炉内燃烧法相,而后者是比具有对燃烧效率、同时脱硝效率高,其缺点是设备初投资费用和运行成本高和容易造成二次污染等问题。

SCR和SNCR这两种技术与炉内燃烧控制法相比,具有对燃烧效率、同时脱硝效率高,其缺点是设备初投资费用和运行成本高和容易造成二次污染等问题。

三、流程工艺图

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