烟气再循环在降低NOx排放中实践应用.doc
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1、烟气再循环在降低NOx排放中实践应用有效改善CFB锅炉燃烧过程低氮特性加入烟气再循环,努力降低NOx排放值,设法达到国家对燃煤炉的NOx排放标准;烟气再循环是其中一种低氮燃烧技术,通过控制循环烟气量及分级送风,达到低氮与高效燃烧有效地降低了NOx的生成,保障排放环保指标达标。关键词:热力型NOx 烟气再循环 分级送风一、概述我国循环流化床技术发展情况,目前我国有案可查的循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)已达4000余台,其中80%以上为中小型CFB发电机组或专用工业锅炉,多达3500台左右,内420t/h以上蒸发量的大型CFB锅炉平均NOx排放指标为230mg/Nm3左右;240t/h中小型蒸发
2、量的中小型锅炉NOx烟气排放更高一些,而平均为300mg/Nm3。未达到国家现阶段NOx排放标准。因此,有效改善CFB锅炉燃烧过程低氮特性加入烟气再循环,努力降低NOx排放值,必要时也可加装炉内喷氨SNCR装置,设法达到国家对燃煤炉的NOx排放标准,就成为不可回避的问题了。二、NOx的生成、危害化石燃料燃烧产物是重要的大气环境污染源之一。其中氮氧化物是燃烧过程中排放的污染物之一。氮氧化物、氧化硫和固体颗粒排放物能产生酸雨、降低能见度和影响人类健康。氮氧化物是指一氧化氮、二氧化氮、以及少量的氧化二氮。燃烧任何化石燃料、由于温度高氧气的存在以及空气和燃料中的氮、都会产生一定量的NOx。燃烧过程中排
3、放出来的NOx约90%是NO,5%到10%是N02,l%是N20。烟气排出烟囱后其中的NO最终在大气中被氧化成二氧化氮。在电厂烟囱排气中经常看到的红棕色即是二氧化氮。在大气中二氧化氮经过一系列反应形成二次污染物。二氧化氮与太阳光和碳氢团反应形成光化学烟雾和酸雨的成分【1】。氮氧化物NOx主要是通过三种路经形成的:热力型、快速型、及燃料氮【2、3】。热力型或Zeldovich型氮氧化物是通过下列基本反应形成的:O+N2NO+N(11)N+02NO+O(12)N+OHNO+H(13)传统的保证充分燃烧的条件(高温、足够长的停留时间、高湍流度或混合)都是增加热力型氮氧化物的因素。因此,需要在有效燃烧
4、及控制氮氧化物的生成之间寻找一个最佳点。降低热力型NOx可以通过对燃烧系统修改来实现。通过控制燃料与空气的混合来控制燃烧速度,从而降低燃烧最高温度点的温度以此来降低热力型NOx的形成。通过分级燃烧即先加入部分燃烧空气,使燃料在完全燃烧之前先进行部分冷却然后在逐步加入剩余的燃烧空气亦可有效降低热力型NOx的产生。采用烟气再循环可有效地降低最高温度区域的温度,从而减少热力型NOx的产生。燃料型NOx是煤燃烧时产生的NOx的主要来源。研究燃料型NOx的生产和破坏机理,对于如何有效地在燃烧过程中控制NOx的排放具有重要的意义。煤燃烧时约75%至90%的NOx是燃料型NOx。三、烟气再循环技术理论高温低
5、氧燃烧技术(HTAC)是20世纪90年代发展起来的一种新型燃烧技术。由于这项技术突出的节能与环保优势,在许多国家得到了广泛的重视,到1995年,已经有800多套工业炉采用该技术进行改造【4-6】。烟气再循环是其中一种低氮燃烧技术,即从锅炉尾部烟道抽取一部分低温烟气(主要成分N2,O2和CO2)返回炉内,参与辅助燃烧和流场整合。抽取的烟气通过与烟气的混合后送入炉内。烟气再循环的效果不仅与燃烧种类有关,还与再循环烟气量有关。循环烟气量一般以烟气循环率来表示,即烟气再循环量与燃烧设备锅炉排烟总量之比。烟气再循环技术,其核心在于利用烟气所具有的低温低氧特点,将部分烟气再次喷入炉膛合适部位,降低炉膛内局
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