一、低NOX燃燒技術(shù)分析
(一)低過量空氣燃燒技術(shù)
該技術(shù)是優(yōu)化燃燒裝置,降低氮氧化物生產(chǎn)量的有效途徑,這項(xiàng)技術(shù)不需對燃燒裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,在盡可能降低NOX排放量的同時,提高裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
(二)低氮燃燒器技術(shù)
該技術(shù)的特點(diǎn)是在燃燒器的出口實(shí)現(xiàn)分級送風(fēng)以及和燃料之間比例的合理,實(shí)現(xiàn)抑制NOX產(chǎn)生的目的。
(三)空氣分級燃燒技術(shù)
空氣分級燃燒技術(shù)主要是控制空氣跟煤粉之間混合的一個過程,將燃燒所需的空氣逐級送入到燃燒火焰中,讓煤粉顆粒在燃燒初期實(shí)現(xiàn)低氧燃燒,降低了氮氧化物的排放。分級燃燒技術(shù)主要有垂直分級和水平分級兩種。
(四)燃料分級技術(shù)
該燃燒技術(shù)可以將燃燒分成了主燃燒區(qū)(主燃料在欠氧或者弱還原性環(huán)境下燃燒,生成NOX)、再燃燒區(qū)(主要將二次燃料送入鍋爐中,營造還原性氣氛,將主燃區(qū)燃燒產(chǎn)生的NOX還原成N2)以及燃盡區(qū)(在還原區(qū)上方,送入少量空氣促使再燃燃料被燃燒完全)三個區(qū)域。
(五)煙氣再循環(huán)技術(shù)
該技術(shù)主要利用低氧和溫度較低的特點(diǎn),從省煤氣出口抽出部分的煙氣,將其加入到二次或者一次風(fēng)中,然后將在循環(huán)噴入爐膛中合適的位置,降低局部的溫度和形成局部還原性氣氛,有效抑制NOX的生成。
二、選擇性催化還原(SCR)工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析
選擇SCR工藝技術(shù)主要具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn):一是發(fā)生反應(yīng)的溫度較低,一般只需300℃—450℃即可;二是SCR工藝技術(shù)的脫硝率高,能夠達(dá)到80%以上;三是SCR工藝設(shè)備運(yùn)行可靠性高;四是經(jīng)SCR工藝還原的氮?dú)獠粫斐啥挝廴?;而SCR工藝技術(shù)也存在一些不容忽視的缺點(diǎn):如煙氣的成分比較復(fù)雜,其中含有一些成分能夠?qū)е轮囟群透叻稚⒌姆蹓m微粒能夠覆蓋催化劑的表、降低催化劑的活性、SCR工藝的設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用較高。
三、選擇性催化還原(SCR)工藝在脫硝改造中的應(yīng)用
當(dāng)前,我國已經(jīng)建造了不少用于燃燒劣質(zhì)煤的循環(huán)流化床和燃燒煙煤的W型鍋爐,但是不管是哪種形式的鍋爐,其脫硝改造技術(shù)都可以劃分成燃燒改造和煙氣脫硝改造兩大形式。
(一)SCR脫硝的原理分析
SCR煙氣脫硝技術(shù)主要是將還原其NH3跟稀釋風(fēng)的混合氣體噴入到SCR反應(yīng)器中,并跟來源于省煤器出口的煙氣混合,在金屬催化劑和溫度適宜的情況下,有選擇性地將煙氣中的NOX還原成水和氮?dú)?,?shí)現(xiàn)脫硝的目的,催化劑的運(yùn)行溫度為:318℃-420℃。
(二)煙氣脫硝改造效果
將煙氣脫硝脫硝裝置投入運(yùn)行后,通過對燃燒和尿素使用量的調(diào)整,能夠?qū)崿F(xiàn)脫硝率高達(dá)90%以上,并且NOX的排放達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)100/Nm3以下。
(三)SCR和SNCR技術(shù)存在的問題以及改造注意事項(xiàng)
1.SCR技術(shù)存在的問題。
SCR存在著催化劑失活、HN3逃逸以及催化劑失活等問題,而SNCR主要存在著以下幾個方面的問題:
一是對氮的利用率低,要實(shí)現(xiàn)還原NOX的目的,必然需要使用大量的氮。從而容易引起剩余的氮逃逸,氨的逃逸還會進(jìn)一步引起環(huán)境污染并形成氨鹽堵塞或者腐蝕下游的設(shè)備;
二是產(chǎn)生的N2O會引起溫室效應(yīng),大量研究表面,使用尿素作為催化劑產(chǎn)生的N2O要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過使用氨作催化劑的量;
三是若控制不當(dāng),使用尿素作還原劑可以形成較多的一氧化碳的排放,其原因?yàn)榈蜏啬蛩厝菀讎娙霠t膛中的高溫氣流引起淬冷效應(yīng),導(dǎo)致燃燒終端,從而增加了一氧化碳的排放量。
四是當(dāng)鍋爐過熱器的溫度超過800℃時在爐膛位置噴入低溫尿素溶液,會阻礙熾熱煤炭的進(jìn)一步燃燒,引起飛灰,碳的燃燒率降低。
五是噴孔水冷壁出現(xiàn)腐蝕,在SNCR噴入系統(tǒng)中,噴入器主要采用爐側(cè)廠使用的高壓蒸汽作為霧化介質(zhì),當(dāng)霧化蒸汽的壓力達(dá)到0.6-0.9MPa,噴頭之前用螺紋進(jìn)行連接,而噴入器靠近噴頭位置有尿素液間斷滴落,當(dāng)尿素液滴落到噴入器下方的水冷壁上會形成連續(xù)的液膜,再加上爐內(nèi)的溫度較高,液膜中水分蒸發(fā)尿素分解出的氨含量也升高,并繼續(xù)腐蝕水冷管,最終導(dǎo)致其泄漏。
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