降低生成松原低氮氮氧化物燃烧机的措施

       影响松原低氮氮氧化物燃烧机燃烧过程中NOx形成的因素包括:
 
松原低氮氮氧化物燃烧机,燃气锅炉低氮改造,BNTET低氮燃烧机
 
  ①空气-燃料比;
 
  ②燃烧空气的预热温度;
 
  ③燃烧区的冷却程度;
 
  ④燃烧器的形状设计。
 
  可降低氮氧化物浓度的方法有:
 
  ①减少送入燃烧器的过剩空气;
 
  ②降低热风温度;
 
  ③降低燃烧室的热强度;
 
  ④采用双面露光水冷壁;
 
  ⑤人为地使燃料与空气缓慢混合;
 
  ⑥采用二段燃烧;
 
  ⑦烟气再循环。
 
  在燃用气体燃料或重油的锅炉上,运用技术手段减少NOx的浓度获得了一定的结果。但如何运用技术措施,减少固体燃料燃烧尾气中NOx浓度,尚处在探索性研究中。
 
  SNCR脱硝工艺
 
  (1)SNCR脱硝工艺分析及存在的问题。
 
  SNCR工艺(可选择性非催化降解)依据氨在高温下的反应来减少氮氧化物的生成量,在反应中,氮氧化物由NH3转化成氮气和水蒸气:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
 
  有效脱氮的温度范围较窄,最佳温度为950℃。温度下降时,气体反应速率会迅速下降,脱氮能力亦下降。当高于最佳温度时,形成NO的同时会加快NH3的氧化,即降低脱氮效率。
 
  脱氮用的氨气宜液态存贮,应使用未加压、25%液态的NH3溶液。NH3气化后,应添加空气或蒸汽稀释,混合气体中NH3的质量浓度应小于5%。应在要求的温度范围内吹入含氨混合气体,且其应在烟气流中均匀分布。
 
  目前,使用该工艺存在以下问题:
 
  1)由于温度随锅炉负荷和运行周期变化,及锅炉中NOx浓度的不规律性,该工艺应用时变得较复杂。因此,在很大区域内、在锅炉不同高度装有大量的入气口。甚至将每段高度再分成几小段,每小段分别装有入气口和NH3测量仪。这增加了测量和控制NH3的难度,因此该工艺的脱氮效率不高。
 
  2)在吹入氨气量较多、温度降至最佳值以下、吹气均匀度较低、吹气量较少导致温度和氮氧化物含量不对称时,未反应的氨气比例将增加,会有氨气逸出。
 
  当氨气逸出时,它与烟道内的剩余物反应发生堵塞,如堵塞空气加热器等。因为NH3与SO3和烟气中的水分析出,会在较冷部件中形成硫化氢氨,形成黏性沉积物,增加了飞灰的堵塞、腐蚀和频繁冲洗空气加热器的几率。NH3向飞灰逸出会降低飞灰的可综合利用性,使飞灰处置更复杂;NH3逸出还可导致脱硫装置后面的冲洗水中氨含量升高。
 
  目前,还不能计算出SCR工艺的脱氮效率。设定的脱氮效率越高,随着脱氮效率的增加,单位NH3消耗也越高,该工艺的NH3耗量高于SCR工艺在NH3与NOx摩尔比为1时的耗量,氮氧化物可减少约50%(取决于初始氮氧化物含量、吹入氨气和混合质量等)。理论上,脱氮效率最高可达80%,但此时NH3与NOx摩尔比不成比例(为2~3),NH3逸出量高。为此,当采用SCR工艺时,脱氮效率应限制在接近50%。
 
  (2)SNCR工艺的应用和改进。
 
  SNCR工艺由美国Exxon和日本三菱公司开发,已在许多燃气和燃油电厂使用。在日本和欧洲的一些垃圾焚烧厂也使用该工艺,因为脱氮效率接近50%,所以满足排放要求。在德国,燃煤电厂采用SNCR工艺的进行各种适用性试验,如Mainz-Wies-beden电厂。但是,德国在二次除NOx工艺中采用该工艺的还不到3%。
 
  目前,正在改进SNCR工艺,如试验将燃用过的空气送入降解介质中,并进入锅炉;还有使用尿素溶液作为降解介质来替代NH3;有时用额外的添加剂来增加降解温度等。
 
  SCR脱硝工艺
 
  SCR工艺(选择性催化降解)用加氨方法使氮氧化物反应为氮气和水蒸气,反应式如下:
 
  4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
 
  6NO2+8NH3→7N2+12H2O
 
  利用催化剂来增加反应速率,使该工艺可在温度280~400℃时使用。蜂窝式催化是广泛使用的方式,有时也用板式催化。催化材料通常由二氧化钛构成,向其添加V2O5(和其他材料,如WO3)作为活性成分。催化元件的构成和其几何形状的变化可使催化剂的性能和活性在一定范围内改变,以适应不同的运行条件。SCR反应器由烟气入口/出口、过滤器等组成。过滤器中,用单独的催化元件(或片)组合成模块,将模块分层安装在SCR反应器内形成若干层的反应层。
 
  催化作用与烟气流量和成分、燃料和燃烧类型、脱硝程度、NH3逸出量和催化剂在烟道内的分布等有关。由于催化剂的活性随运行时间的增加而降低,所以设计时应考虑催化剂使用期限。
 
  SCR装置可在低NH3逸出时运行(低于SNCR装置)。然而,硫酸氢铵的形成会引起腐蚀和沉积,反应如下:
 
  NH3+SO3+H2O→NH4HSO4
 
  当NH3和SO3含量增加时,临界温度会上升,至于是生成(NH4)2SO4还是NH4 HSO4,取决于NH3和SO3含量的比值。除SCR反应器前烟气中含的SO3外,还应考虑SO2在二次反应期中被催化氧化成SO3的量。
 
  SO2氧化成SO3的氧化率主要由活性成分V2O5决定。若其活性高,则SO2向SO3转化率高,氮氧化物的降低率也高。为含二氧化硫烟气进行催化时应考虑此因素,以抑制硫酸氢铵的形成。SCR工艺的灰尘沉积会造成催化元件通道堵塞和有效面积下降。如褐煤烟气中会产生侵蚀性灰,它使催化材料磨损;另外,某些烟气成分(如As)是催化抑制剂,可快速降低催化剂的活性。
 
  SCR反应器可以设置在锅炉和烟囱之间烟道的不同位置处。燃煤炉膛可有两种布置方式,如图18-5所示。在高灰尘结构中,它安装在空气预热器前或脱硫装置出口的有灰烟道内,即在静电除尘器和脱硫装置后(尾部)的烟道系统内。
 
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