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④空气分级燃烧的投资。
空气分级燃烧的总投资为50~150万人民币,对应的生产线的规模为2500t/d~7200t/d。
⑤空气分级燃烧的优、缺点。
其优点是:设备简单、投资省,只有一次性投资,基本没有运行费用;缺点是:脱硝率不高,正常在15%~20%(片面追求脱硝率会影响分解炉的分解率),操作员要有经验,要掌握好分解炉分风和分料的比例,否则分解炉可能出现塌料现象;设备运行稳定性较差,不适合高硫煤和石油焦等燃料。
4.3燃料分级燃烧
(1)原理。
分解炉锥部设计脱氮还原区,将分解炉原来的2个煤粉管道喷煤嘴改为4个头部带旋流风翅火嘴的喷煤嘴,这4个煤粉管道分上下两层喂入,在保证煤粉充分燃烧的同时,适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例(大概为3∶7),保证缺氧燃烧的还原气氛,还原窑尾烟气中的NOx,产生脱氮作用。煤分级燃烧的主要反应如下:
(2)燃料分级燃烧脱硝效率。
燃料分级燃烧脱硝效率一般为10%~30%,但在不影响正常生产情况下脱硝效率一般为15%~25%。
(3)燃料分级燃烧主要设备构成。
燃料分级燃烧主要设备构成有喷煤嘴、分煤阀门、压力表和送煤管道见图3。
(4)燃料分级燃烧的投资。
燃料分级燃烧的总投资为50~80万人民币左右。
(5)燃料分级燃烧的优、缺点。
其优点是:一次性投资不大,运行时没有费用,脱硝率正常在15%~25%;缺点是:为使分解炉煤粉在还原气氛下燃烧,系统拉风需减小,同时提高三次风比例,操作员要有经验,要掌握好分煤的比例,否则窑尾及分解炉会出现结皮现象;另外,由于窑内通风相对减小,系统波动敏感性提高,对操作提出较高要求,操作适应阶段熟料质量合格率有所下降;为取得良好的脱硝效果,窑尾氧含量需严格控制,在减小系统拉风同时,要最大限度减小窑尾漏风,窑尾氧含量超过5%,脱硝效果将显著下降。设备运行稳定性较差,不适合高硫煤和石油焦等燃料。
4.4选择性非催化还原技术(SNCR)
(1)原理。
SNCR技术是一种成熟的NOx控制处理技术。此方法是在分解炉的合适温度区域(约850℃~1050℃)加入还原剂氨水(质量浓度17%~20%)或尿素(质量浓度30%~50%),在有部分氧存在的条件下,氨与NOx发生选择性非催化还原反应,将NOx转化成无污染的N2,喷氨后窑炉内发生的化学反应有:
当反应区温度过低时,反应效率会降低;当反应区温度过高时,氨会直接被氧化成N2和NO。因此,为了提高脱硝效率并实现NH3的逃逸最小化,需满足以下条件:在还原剂喷入的位置没有火焰;在反应区域维持合适的温度范围(850℃~1050℃);在反应区域有足够的停留时间(至少0.5s,900℃)。
SNCR技术用还原剂主要有氨水和尿素两大类:
氨水的反应更直接,有着高效的去除率、较低氨逃逸和较高的化学反应效率。
尿素要先加水融化才能使用,系统和设施复杂,同时尿素反应也相对复杂,会形成笑气、形成较高的氨逃逸和较高的CO。尿素作为还原剂时,反应温度要求在1000℃左右时,才能达到理想的脱硝效率,反应温度高,同时温度区间较窄。
水泥窑系统分解炉中烟气温度一般在900℃左右,最高不超过950℃,适合SNCR反应的区域,所以选用氨水作为还原剂较适合。
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