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19个问题图文并茂 教你脱硝技术

北极星环保网来源:通用机械2018/1/29 9:02:24我要投稿

4什么是低氮燃烧技术?

答:对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量。因此,低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量,以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。目前常用的低NOx燃烧技术有如下几种:

(1)燃烧优化:通过调整锅炉燃烧配风,控制NOx排放的一种实用方法。它采取的措施是通过控制燃烧空气量、保持每只燃烧器的风粉(煤粉)比相对平衡及进行燃烧调整,使燃料型NOx的生成降到最低,从而达到控制NOx排放的目的。

(2)空气分级燃烧技术:是目前应用较为广泛的低NOx燃烧技术,它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行。该技术是将燃烧用风分为一、二次风,减少煤粉燃烧区域的空气量(一次风),提高燃烧区域的煤粉浓度,推迟一、二次风混合时间,这样煤粉进入炉膛时就形成了一个富燃料区,使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧,以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃烧产生的烟气再与二次风混合,使燃料完全燃烧。

(3)低NOx燃烧器:将前述的空气分级及燃料分级的原理应用于燃烧器的设计,尽可能的降低着火区的氧浓度和温度,从而达到控制NOx生成量的目的,这类特殊设计的燃烧器就是低NOx燃烧器,一般可以降低NOx排放浓度的30~60%。

此外,还有燃料分级燃烧、烟气再循环等技术对NOx进行控制。近几年投运的大型机组,特别是超临界、超超临界机组基本都采用了低氮燃烧技术,较好的控制了NOx的排放浓度。而早些年投运的机组,NOx排放浓度相对较高。

由于我国对环保的要求越来越高,对氮氧化物排放的限制将越来越严格,因此国内一些大型锅炉厂和一些工程公司等对低氮燃烧技术进行了较多的研究,特别是在已运行的机组上如在一些已运行的电站锅炉上实施低氮燃烧改造的试验和工程应用。实施低氮燃烧改造基本上是通过采用空气分级、高位燃尽风、浓淡燃烧器和空气浓淡分布技术、降低燃烧器区域热负荷等技术来实现对NOx的有效控制。

5上锅厂低NOx燃烧技术有什么特点?

答:在燃烧过程中降低NOx的生成的主要手段是采用分级燃烧,降低燃烧区域的氧浓度和降低火焰温度。上锅低NOx燃烧技术设计的基本理念是将低过量空气燃烧、空气分级燃烧和特殊设计的低NOx燃烧器相结合,在挥发氮物质形成时、非常关键的早期燃烧阶段中将O2降低,从而达到它把整个炉膛内分段燃烧和局部性空气分段燃烧时降低NOx的能力结合起来,在初始的富燃料条件下促使挥发氮物质转化成N2,因而达到大幅度降低NOx排放的目的。

上锅低NOx燃烧技术在燃用设计煤种的情况下,机组负荷BMCR工况下锅炉的NOx排放浓度保证值可达到不超过200mg/Nm3(O2=6%);机组负荷大于60%BMCR工况下锅炉的NOx排放浓度保证可达到不超过250mg/Nm3(O2=6%)。

6为什么低氮燃烧技术在低负荷时NOx的排放不易控制?

答:一般而言,为了保证汽温,锅炉在低负荷运行时通常会适当提高燃烧时的过量空气系数。过量空气系数的提高使得燃烧中氧量偏高,分级燃烧效果降低,也就是没有有效发挥空气分级的特点以降低NOx的排放,这是锅炉低负荷时NOx不易控制的主要原因。

另外,当机组在低负荷运行时,即使不参与燃烧配风的二次风门全关时,风门挡板仍留有一定的流通空隙,以保证约10%左右的二次风通过,冷却该燃烧器喷嘴。但由于锅炉在低负荷运行时,总的运行风量较小,而燃烧器停运风门全关时流通空隙的结构,冷却风量占燃烧风量的比例在低负荷时明显增加,低负荷运行时的主燃烧器区域的低氧量无法保证,分级燃烧效果降低,因此低负荷控制NOx的效果不明显。

7上锅厂的低NOx燃烧器有什么特点?

上锅采用的是特殊的低NOx燃烧器,通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例,将前述的空气分级、燃料分级用于燃烧器本身,以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制NOx生成的目的。

上锅特殊的低NOx燃烧器主要包括预置水平偏角的辅助风喷嘴(CFS)设计和强化着火煤粉设计。

8上锅厂的低NOx空气分级燃烧技术有什么特点?

答:空气分级燃烧的基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。空气分级燃烧主要有轴向和径向分级燃烧两种。轴向分级燃烧指在距燃烧器上方一定位置处开设一层或两层所谓燃尽风喷口,将助燃空气沿炉膛轴向(即烟气流动方向)分级送入炉内,使燃料的燃烧过程沿炉膛轴向分级分阶段进行。径向分级燃烧指将二次风射流轴线向水冷壁偏转一定角度,形成一次风煤粉气流在内,二次风在外的径向分级燃烧。

空气分级燃烧这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。在第一级燃烧区内的过量空气系数越小,抑制NOx的生成效果越好,但不完全燃烧产物越多,导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。因此为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性,必须正确组织空气分级燃烧过程。

轴向分级燃烧技术的主要通过紧凑燃尽风CCOFA和分离燃尽风SOFA进行控制,而径向分级燃烧技术则通过预置水平偏角的辅助风喷嘴(CFS)设计来实现,上锅低NOx燃烧技术能有效地将轴向分级燃烧和径向分级燃烧进行复合。

9低NOx燃烧低过量空气技术有什么优缺点?

答:使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15~20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会造成CO浓度急剧增加,增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,燃烧效率下降。因此在锅炉设计和运行时,应选取最合理的过量空气系数。

另外当锅炉设计时按照较低的过量空气系数时,如果实际运行无法达到设计选取的过量空气系数(实际运行高于设计值),会导致通过锅炉各受热部件的烟气流速偏离设计值,因此将无法到达设计的换热效果和受热面防磨性的要求。

因此必须将降低NOx和提高燃烧效率相结合,在相应的低过量空气系数降低NOx排放的同时兼顾锅炉整体受热面的设计,优化整体锅炉的运行性能。

10什么是SCR烟气脱硝技术

答:SCR烟气脱硝技术即选择性催化还原技术(SelectiveCatalyticReduction,简称SCR),是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂,利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在温度为200-450℃时将烟气中的NOx转化为氮气和水。

由于NH3具有选择性,只与NOx发生反应,基本不与O2反应,故称为选择性催化还原脱硝。在通常的设计中,使用液态纯氨或氨水(氨的水溶液),无论以何种形式使用氨,首先使氨蒸发,然后氨和稀释空气或烟气混合,最后利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。

延伸阅读:

烟气脱硝技术SCR和SNCR工艺介绍及优缺点分析

烟气SCR脱硝介绍及氨逃逸产生的问题

最新最全 国内外脱硝技术的现状及展望

【干货】脱硝催化剂积灰、磨损的全方位解决方案

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