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降低燃氣鍋爐氮氧化物排放量的方法-無錫中正鍋爐有限責任公司

發(fā)布時間:2019-07-20

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降低燃氣蒸汽鍋爐氮氧化物排放量的方法2018-11-02 15:23:03??????點擊:

  燃氣蒸汽鍋爐具有效率高、環(huán)保、易實現自動化、作業(yè)性好等優(yōu)點。尤其是在排煙成分上,因氣體燃料基本上無灰分,含氮量和含硫量低,故燃料煙氣中硫化物和氮氧化物的含量都很低,同時燃氣蒸汽鍋爐采用管道輸送,沒有灰渣。故中部地區(qū)城市熱水蒸汽鍋爐大量采用燃氣蒸汽鍋爐。

  因燃氣蒸汽鍋爐是以天然氣為原料進行燃燒提供熱的,而天然氣主要成分為甲烷(CH4),燃氣蒸汽鍋爐的排煙中水蒸氣的含量較高,資料表明,排煙中可利用的熱能中,水蒸氣的氣化潛熱所占份額相當大。每1m3天然氣燃燒后可產生1.55kg水蒸氣,具有大約3700kJ/Nm3熱量,占天然氣的低位發(fā)熱量的10%以上。排煙溫度在160℃~270℃,煙氣中的水蒸氣仍處于過熱狀態(tài),大量的顯熱和潛熱被排放到大氣層,其中硫、氮的氧化物容易引起酸雨酸霧,破壞了生態(tài)環(huán)境,同時大量高溫氣體的排放,降低鍋爐的燃燒熱效率,提高運行費用。

  凡是由氮和氧元素構成的化合物都可稱作氮氧化物,根據科學研究顯示,幾乎所有的氮氧化物對人都有毒害作用。直接吸入會引發(fā)呼吸道疾病,氮氧化物與紫外線結合產生光化學污染對人的眼睛會造成灼傷,另外由氮氧化物和水形成的酸雨會對植物、土壤等造成不同程度的破壞。鍋爐煙氣中所排放的氮氧化物絕大部分是源于煤炭的燃燒,主要由是一氧化氮和二氧化一氮構成,其中一氧化氮占了近九成,而且近年來鍋爐產生的氮氧化物的排放量呈不斷上升趨勢,并有可能取代二氧化硫成為排放量大的酸性氣體,對社會的危害性不言而喻。下面我們根據燃氣蒸汽鍋爐的現狀和氮氧化物的化學特性介紹幾種常見的降低氮氧化物排放量的方法。

  一、煙氣再循環(huán)

  煙氣再循環(huán)這項技術現在已被廣泛采用,它通過提取一部分通向空氣預熱器的煙氣,使其在爐內被第二次利用,利用惰性氣體能夠帶走一部分熱量并降低爐內氧濃度,從而達到控制火焰溫度,使燃燒不至于太快,這樣氮氧化物的產生也會變少。煙氣再循環(huán)的效率很高,每回收五分之一左右的煙氣,氮氧化物的排放量可以減少四分之一。這是比較常用的消除氮氧化物的方法,不過它的缺點是需要上述很獨特的設備群,且要占用很大的場地面積。

  二、空氣分級燃燒

  空氣分級燃燒這項技術發(fā)展成熟,被采用的也很多。這種方法的原理是,把燃燒的過程分成幾個進程,第一步是控制主燃燒器中的空氣流量,空氣進入爐膛的時候留下四分之一左右,這個值是理論總量的五分之一左右,此時燃料的燃燒得不到充分的氧氣,氮氧化物產生量自然也不多。之前剩余下來的空氣在燃料不完全燃燒完成后通過主燃燒器頂端的空氣輸送口進入爐膛,與燃燒后的煙氣混合再次燃燒,終燃料還是完全燃燒了,可是氮氧化物因產生條件不足導致產生量減少。這種方法的優(yōu)點是在成功率高,經過一次分級燃燒,氮氧化物的排放量可以減少三成,并且在降低排放物的同時還可以促進燃料的完全燃燒。

  三、燃料分級燃燒

  燃料分級燃燒的原理來自于氮氧化物的化學特征,氮氧化物與烴基加上一氧化碳、氫氣、碳等在一定條件下,發(fā)生反應變回氮氣。根據這一特征,可以將大部分的燃料導入一級燃燒區(qū),在充分燃燒的情況下產生氮氧化物,剩下少量的燃料導入二級燃燒區(qū),在不充分燃燒的情況下生成上述還原能力很強的氣體,然后再將這兩股氣體混合使其反應產生氮氣。這種方法的優(yōu)點是效率非常高,一次反應可以使排放量降低一半左右,并且通過反應還可以起反饋作用,抑制氮氧化物的再生。燃料分級燃燒與空氣分級燃燒相比可以獲得更好的的清除效果,但這是建立在更難操作的前提下,組織好燃燒過程,對于燃料分級燃燒是至關重要的。

  四、選擇性催化還原法

  選擇性催化還原法的原理是,在催化劑的作用下,使用可以與氮氧化物(主要是一氧化氮)發(fā)生還原反應,而不與其他氣體發(fā)生反應的的還原劑來生成氮氣。

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