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1.更換燃燒器
低氮燃燒改造方式多樣,同時技術(shù)也相對復(fù)雜,改造過程中需要注意這些問題。
對于7.0MW(蒸發(fā)量10/t)以上的鍋爐不建議采用預(yù)混燃燒改造方式
當然還需要注意,對于中心回燃式的鍋爐,不建議更換燃燒器的改造方式。
2.煙氣進行處理
目前主要有燃料再燃,選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法。但在實際監(jiān)測中也發(fā)現(xiàn),氮氧化物排放可控性較差。
而采用改善燃燒的技術(shù)手段仍是提高能源利用率,控制氮氧化物排放量的主要手段
而FGR(分級燃燒 煙氣回流技術(shù))和FPB(預(yù)混燃燒技術(shù))則是可供選擇的兩種主要燃燒方式。而“鄭州方快”的低氮鍋爐多采用該種方式。
FGR相對優(yōu)勢比較明顯,而歐洲地區(qū)多采用該方式。能有效降低燃燒溫度,同時還可以減少氮氧化物的排放量。其缺點在于需要增加風(fēng)機的功率。
FPB多在美國比較常見,預(yù)先混合空氣與燃氣,提高燃燒效率,在高密度金屬纖維表面均衡燃燒,通過提高空間內(nèi)氧氣含量來減少氮氧化物。當然其缺點就在于霧霾天氣情況下容易出現(xiàn)燃燒筒堵塞的問題。
從臨潼區(qū)鐵腕治霾辦了解到,截至目前,臨潼區(qū)共完成155臺燃氣鍋爐低氮燃燒改造,完成率達145%,其中供暖鍋爐98臺,生產(chǎn)經(jīng)營類57臺,不僅減少了污染排放,而且大大提升了供暖效果。正文:臨潼區(qū)石油生活城小區(qū)共有5200多名業(yè)主,小區(qū)以前使用的是自備鍋爐供暖,由于設(shè)備老舊,廢氣無法達標排放,供熱效果也不好?,F(xiàn)在北京燃氣鍋爐氮氧化物的排放濃度,大致在120毫克/立方米至200毫克/立方米之間,如果要限期達到環(huán)保部門的要求,整合引進的低氮燃燒器未來兩年將會有很大的需求。今年年初,小區(qū)投資1300萬元,對鍋爐進行了低氮改造,將鍋爐更換為20臺低氮鍋爐。
小區(qū)物業(yè)的工作人員說,以前的鍋爐能源浪費大,熱源也無法充分利用,現(xiàn)在的低氮鍋爐僅從管道煙囪的PVC材質(zhì)就能看出,熱源被充分利用了,更重要的是,氮氧化物排放從以前的150毫克/立方米,降至30毫克/立方米,實現(xiàn)了達標排放。
煤在燃燒過程中生成NOx的途徑有三個:(1)熱力型NOx,是空氣中氮氣在高溫下氧化生成的NOx,一般在1300℃以上生成,占總量的10~20%;(2)燃料型NOx,是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解之后又氧化而形成的NOx,占總量的75~90%;(3)快速型NOx,是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫原子團反應(yīng)而形成的NOx,其所占比例很小。基于爐內(nèi)脫氮的低NOx燃燒技術(shù)針對NOx的形成受溫度、氧量的影響極大這一規(guī)律,通過改進燃燒方式避開使NOx大量生成的溫度區(qū)間,從而實現(xiàn)NOx的減排。低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)是減少揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)化成NOx的量。燃料型NOx為煤中的有機氮氧化生成的,生成溫度低于熱力型,但與氧的濃度關(guān)系密切,煤粉與空氣的混合過程也對其有顯著影響。正因如此,降低燃料型NOx的主要方法是建立早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術(shù),盡可能地使燃燒過程偏離生成NOx的化學(xué)當量比,降低NOx的排放量。鍋爐設(shè)計中,影響NOx排放值的因素主要有三部分組成。首先是爐膛輪廓選型,包括爐膛容積熱負荷、斷面熱負荷、燃燒器區(qū)域熱負荷、上排燃燒器至屏下的距離、下排燃燒器距灰斗的距離等設(shè)計參數(shù),合理的爐膛輪廓選型,是控制燃燒溫度和為采取其它必要的低NOx燃燒技術(shù)提供所必須的時間和空間的條件,以保證在采取這些措施:一是不會過多地影響燃燒效率;二是整個爐膛的燃燒組織,包括一、二次風(fēng)速和風(fēng)率(對于切圓燃燒還有一、二次風(fēng)正切(CFS-Ⅰ)和反切(CFS-Ⅱ),假想切圓直徑的大?。?,空氣整體分級(CCOFASOFA),一次風(fēng)的集中或分段布置等,其目的是實現(xiàn)空氣分級并防止因空氣分級而導(dǎo)致爐膛結(jié)渣和燃燒效率降低;三是燃燒器本身的結(jié)構(gòu),合理的結(jié)構(gòu)有利于實現(xiàn)燃料分級、空氣分級和提前著火。所有這些因素主要根據(jù)煤質(zhì)來決定,在鍋爐設(shè)計中已經(jīng)全部完成。減少氮的形成和排放通常運用的具體方法為:分級燃燒、再燃燒法、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)等。
無論是切向燃燒還是墻式燃燒的低NOx燃燒技術(shù),都是首先從燃燒器本身的空氣分級開始的,進而對全爐膛進行整體空氣分級,以進一步降低NOx排放量,然后實行燃燒器本身的燃料分級。燃料分級送入可在燃燒器區(qū)的下游形成一個富集NH3、CmHn、HCN的低氧還原區(qū),燃燒產(chǎn)物通過此區(qū)時,已經(jīng)生成的NOx會部分地被還原為N2。此外,同時采取提前著火強化燃燒的措施:一是可以提前進入還原區(qū),進一步降低NOx的濃度;二是使整個燃燒過程延長,在NOx降低的同時,燃燒效率不致下降太多。例如,對于廣泛應(yīng)用于電站鍋爐的切向燃燒低NOx空氣分級燃燒器,燃燒器本身空氣分級的同軸燃燒系統(tǒng)CFS-I、CFS-II(concentric firing system-I,concentric firing system-Ⅱ);整體爐膛空氣分級直流燃燒器,如CCOFA(close coupled overfire air)緊湊燃盡風(fēng)、SOFA(separated overfire air)分離燃盡風(fēng)、VCCOFA(vaned close coupled overfire air)葉片式緊湊燃盡風(fēng),以及種類繁多的改進變異型式,即LNCFSⅠ~Ⅲ(low NOx concentric firing systemⅠ~Ⅲ)、TFS2000R(tangential firing system 2000R)燃燒系統(tǒng)都是屬于燃燒組織方面的措施。配制簡單,價格低廉,儲存、運輸方便安全,用普通塑料桶或鐵桶都可以灌裝。
燃燒器本身燃料分級的低NOx燃燒系統(tǒng),如三菱重工公司的PM (polution minimun)或A-PM(advanced-PM)先進的低污染燃燒器,加上整體空氣分級AA風(fēng)(addition air, 附加風(fēng))以后,就成了MACT(mitsubishi advanced combustion techlology)三菱先進的燃燒技術(shù)。近年來,為了進一步降低NOx,還發(fā)展了再燃技術(shù),實際上也可視為是一種燃料整體分級低NOx燃燒技術(shù)。同時,當NOx濃度超標之后,會與人體血液中的血色素相結(jié)合由此會導(dǎo)致血液缺氧,進而進氣。
在燃料的燃燒過程中,氮氧化物的生成是燃燒反應(yīng)的一部份:燃燒生成的氮氧化物主要是NO和NO2,統(tǒng)稱為NOx。
大氣中的NOx溶于水后會生成為雨,酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害,造成巨大的經(jīng)濟損失,如:腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備;破壞露天的古跡;損壞植物葉面,導(dǎo)致森林;使湖泊中魚蝦;破壞土壤成分,使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至;飲用酸化物造成的地下水,對人體有害。 同樣的酸濃度下雨對樹木和農(nóng)作物的損害是硫酸雨的1倍。NOx還對人的身體健康有直接損害,NOx濃度越大其毒性越強,因為它易于動物血液中的血色素結(jié)合,造成血液缺氧而引起。NOx經(jīng)太陽紫外線照射與汽車尾氣中的碳氫化合物同時存在時,能生成一種淺藍色的有毒物質(zhì)硝基化合物會形成光化學(xué)煙霧。城市光化學(xué)煙霧是指含有碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物的城市大氣,由于陽光輻射則發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的生成物與反應(yīng)物的特殊混合霧。光化學(xué)煙霧對人體有很大的刺激性和作用。它刺激人的眼、鼻、氣管和肺等,產(chǎn)生眼紅流淚、氣喘咳嗽等癥狀,長期慢性危害使肺機能減退、支氣管發(fā)炎,甚至發(fā)展成癌。嚴重時可使人頭暈胸痛,惡心嘔吐,手足抽搐,血壓下降,昏迷致死。光化學(xué)煙霧可導(dǎo)致成千上萬人受害或,還可使植物褪掉綠色、改變顏色,造成葉傷、葉落、花落和果落,直到減產(chǎn)或絕收。此外,還可使家畜發(fā)病率高,使橡膠制品龜裂老化、腐蝕金屬、損壞各種器物、材料和建筑物等。低氮燃燒器顧名思義就是燃燒器的時候燃燒更充分,使其產(chǎn)生的氮氧化物更加的少從而控制污染物的排放以達到環(huán)保的目的。由于城市里氮氧化物和烴類排放量較大以及特有的氣候條件,所以容易形成光化學(xué)煙霧。