:本文主要介紹了相關內容
,涉及低氮燃燒技術
、
、SNCR脫硝
、SCR脫硝缺點
、
、SCR係統等相關內容
,詳情如下
:
第一篇 基 礎 原 理
1
、氮氧化物的的危害有哪些?
答
:(1)NO能使人中樞神經麻痹並導致死亡
,NO2會造成哮喘和肺氣腫
,破壞人的心
、肺
,肝
、腎及造血組織的功能喪失
,其毒性比NO更強
。無論是NO
、NO2或N2O
,在空氣中的最高允許濃度為5mg/m3(以NO2計)
。
(2)NOx與SO2一樣
,在大氣中會通過幹沉降和濕沉降兩種方式降落到地麵
,最終的歸宿是硝酸鹽或是硝酸
。硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更強
,因為它在對水體的酸化
、對土壤的淋溶貧化
、對農作物和森林的灼傷毀壞
、對建築物和文物的腐蝕損傷等方麵絲毫不不遜於硫酸型酸雨
。
所不同的是
,它給土壤帶來一定的有益氮分
,但這種“利”遠小於“弊”
,因為它可能帶來地表水富營養化
,並對水生和陸地的生態係統造成破壞
。
(3)大氣中的NOx有一部分進入同溫層對臭氧層造成破壞
,使臭氧層減薄甚至形成空洞
,對人類生活帶來不利影響;同對NOx中的N2O也是引起全球氣候變暖的因素之一
,雖然其數量極少
,但其溫室效應的能力是CO2的200-300倍
。
2
、影響NOx生成的主要因素有哪些?
答
:鍋爐煙氣中的NOx主要來自燃料中的氮,從總體上看燃料氮含量越高
,則NOx的排放量也就越大
。此外還有很多因素都會影響鍋爐煙氣中的NOx含量的多少
,有燃料種類的影響
,有運行條件的影響
,也有鍋爐負荷的影響
。
(1)鍋爐燃料特性影響煤揮發成分中的各種元素比會影響燃燒過程中的NOx生成量
,煤中氧/氮(O/N)比值越大
,NOx排放量越高;即使在相同O/N比值條件下
,轉化率還與過量空氣係數有關
,過量空氣係數大
,轉化率高
,使NOx排放量增加
。
此外
,煤中硫/氮(S/N)比值也會影響到SO2和NOx的排放水平
,S和N氧化時會相互競爭,因此
,在鍋爐煙氣中隨SO2排放量的升高
,NOx排放量會相應降低
。
(2)鍋爐過量空氣係數影響
當空氣不分級進入爐膛時
,降低過量空氣係數
,在一定程度上會起到限製反應區內氧濃度的止的
,因而對NOx的生成有明顯的控製作用
,采用這種方法可使NOx的生成量降低15%-20%
。但是CO隨之增加
,燃燒效率下降
。當空氣分級進入時
,可有效降低NOx排放量
,隨著一次風量減少
,二次風量增
,N被氧人的速度降低
,NOx的排放量也相應下降
。
(3)鍋爐燃燒溫度影響
燃燒溫度對NOx排放量的影響已取得共識
,即隨著爐內燃燒溫度的提高,NOx排放量上升
。
(4)鍋爐負荷率影響
通常情況下
,增大負荷率
,增加給煤量
,燃燒室及尾部受熱麵處的煙溫隨之增高
,揮發分N生成的NOx隨之增加
。
3
、控製NOx的措施有那些?
答
:有關NOx的控製方法從燃料的生命周期的三個階段入手
,即燃燒前
、燃燒中和燃燒後
。當前
,燃燒前脫硝的研究很少
,幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒後的NOx控製
。所以在國際上把燃燒中NOx的所有控製措施統稱為一次措施
,把燃燒後的NOx控製措施稱為二次措施
,又稱為煙氣脫硝技術
。
目前普遍采用的燃燒中NOx控製技術即為低NOx燃燒技術,主要有低NOx燃燒器
、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒
。應用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術(SCR)
、選擇性非催化還原技術以(SNCR)及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術
。
4
、什麽是低氮燃燒技術?
答
:對NOx的形成起決定作用的是燃燒區域的溫度和過量空氣量
。因此
,低NOx燃燒技術就是通過控製燃燒區域的溫度和空氣量
,以達到阻止NOx生成及降低其排放的目的
。目前常用的低NOx燃燒技術有如下幾種
:
(1)燃燒優化
:通過調整鍋爐燃燒配風
,控製NOx排放的一種實用方法
。它采取的措施是通過控製燃燒空氣量
、保持每隻燃燒器的風粉(煤粉)比相對平衡及進行燃燒調整
,使燃料型NOx的生成降到最低
,從而達到控製NOx排放的目的
。
(2)空氣分級燃燒技術
:是目前應用較為廣泛的低NOx燃燒技術
,它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進行
。該技術是將燃燒用風分為一
、二次風
,減少煤粉燃燒區域的空氣量(一次風)
,提高燃燒區域的煤粉濃度
,推遲一
、二次風混合時間
,這樣煤粉進入爐膛時就形成了一個富燃料區
,使燃料在富燃料區進行缺氧燃燒
,以降低燃料型NOx的生成
。缺氧燃燒產生的煙氣再與二次風混合
,使燃料完全燃燒
。
(3)低NOx燃燒器
:將前述的空氣分級及燃料分級的原理應用於燃燒器的設計
,盡可能的降低著火區的氧濃度和溫度
,從而達到控製NOx生成量的目的
,這類特殊設計的燃燒器就是低NOx燃燒器
,一般可以降低NOx排放濃度的30~60%
。
此外
,還有燃料分級燃燒
、煙氣再循環等技術對NOx進行控製
。近幾年投運的大型機組
,特別是超臨界
、超超臨界機組基本都采用了低氮燃燒技術
,較好的控製了NOx的排放濃度
。而早些年投運的機組
,NOx排放濃度相對較高
。
由於我國對環保的要求越來越高
,對氮氧化物排放的限製將越來越嚴格
,因此國內一些大型鍋爐廠和一些工程公司等對低氮燃燒技術進行了較多的研究
,特別是在已運行的機組上如在一些已運行的電站鍋爐上實施低氮燃燒改造的試驗和工程應用
。
實施低氮燃燒改造基本上是通過采用空氣分級
、高位燃盡風
、濃淡燃燒器和空氣濃淡分布技術
、降低燃燒器區域熱負荷等技術來實現對NOx的有效控製
。
5
、上鍋廠低NOx燃燒技術有什麽特點?
答
:在燃燒過程中降低NOx的生成的主要手段是采用分級燃燒
,降低燃燒區域的氧濃度和降低火焰溫度
。
上鍋低NOx燃燒技術設計的基本理念是將低過量空氣燃燒
、空氣分級燃燒和特殊設計的低NOx燃燒器相結合
,在揮發氮物質形成時
、非常關鍵的早期燃燒階段中將O2降低
,從而達到它把整個爐膛內分段燃燒和局部性空氣分段燃燒時降低NOx的能力結合起來
,在初始的富燃料條件下促使揮發氮物質轉化成N2
,因而達到大幅度降低NOx排放的目的
。