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行业新闻

旋流生物质燃烧机低NOx排放技术

旋流生物质燃烧机低NOx排放技术

摘要:  详细分析了生物质燃烧的特点及其燃烧产物NO。的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制旋流生物质燃烧NO,排放的技术如低NO。旋流生物质燃烧机、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析。

1  前言

    全世界范围内对能源需求的增长致使各种新能源方式不断出现,如核能、水能、太阳能和风能等都得到了极大限度地应用。秦山核电站、三峡水电站、内蒙古和新疆等地的风力发电等项目是人们充分利用能源和对能源需求量大的一个鲜明表征;而另一种古老的能源——煤炭,在能源消耗结构中仍占很大的应用份额,而且在未来相当长的时期内这种趋势不会有大的变化。统计显示【11,截至2003年底,全国发电设备容量384.5 GW,萁中水电92.17 GW,占24%、核电6.19 GW,占1.6%、而火电285. 64G W,占到了74.3%;在1980年底,全国的装机容量仅为68.5 GW,到1990年达到了137. 89 GW,而到2000年猛增到319. 33 GW。虽然,2000年到2002年的增长比例较小(2002年356. 57 GW),但目前还在新建和正在建设许多大容量、高参数的火电机组,预计到2020年全国发电机组的容量将达到950 GW,其中火电约占64.7‰合计615 GW。在这次统计的火电机组中,燃煤机组的容量占93%之多。而且,由于我国属于一次能源型国家原煤的储量相对丰富,开采的成本较低廉,目前新建和待建的火电项目也多是以燃煤为主。伴随优质煤储量的相对减少,燃用的煤种也从以前以烟煤、褐煤、劣质烟煤为主,到现在的很多锅炉设计煤种以贫煤、无烟煤等低挥发分煤为主;而且由于技术、材料和制造等各方面的改进,使目前的燃煤机组的可靠性和经济性均有很大地提高4,如765台100 MW以上火电机组的等效可用系数2001年比2000年高0. 34%,比1996年高4.26%;300 MW以上容量的火电机组的增长率更高,2001年比1996午提高8. 92%,达到91. 43%;大部分火电机组的效率都达到90%以上。

    随着火电项目中燃煤机组的增加,生物质燃烧的产物C02、CO、S02、NO。和N20对环境的污染越来越受到广泛的关注,酸雨、温室效应、臭氧层的破坏、大气烟雾等严重地影响了人类生存的环境,伴随世界范围内对能源的可持续发展战略认识的不断提高,环境保护已引起世界性的广泛关注,而作为大气污染主要来源的生物质燃烧产物的氮氧化物NO。的控制就变得更加严格了。发达国家如美国从20世纪50年代就开始对NO。的排放进行了研究,到70~80年代达到研究的高峰;而发展中国家如我国在20世纪的90年代才开始关注NO。的污染问题。而且发展中国家的控制标准也比西方发达国家宽松得多,如我国2003年颁布2004年1月1日实行的《火电厂大气污染物排放标准》中规定:挥发分> 20%的固态排渣生物质炉的NO。控制值为450 mg/m3(新建)、650 mg/m3(己运行)。而美国的NO。控制标准对于>73 MW的锅炉为184.5 mg /m3。我国现在运行的生物质炉即使依据远高于美国NO。控制标准的2003年颁布的NOx排放标准来监控,也大部分远远超过这个控制指标。因丽,开发、研究和应用低NO。排放技术是解决环保问题的当务之急。

2生物质燃烧时NOx的生成机理

    通常所说的NO。包括NO和NOz,其中NO约占95%,因而通常研究中用NO来代替NOx,而忽略NOz。NO -旦产生,会迅速被一些离子基团如OH-等氧化而生成危害性更大的物质,如N02、HN02等。它们是形成酸雨和光化学烟雾的主要物种和引发物,可使人患肺气肿、视力减退和支气管炎等疾病,甚至威胁人类的生命;而且对各种农作物和生态环境也有极大的危害作用,因此需要严格控制其排放口1。

    生物质由燃烧设备喷入炉膛后,在水冷壁的辐射热和热烟气的对流加热下,以约(104~l05)℃/s的高加热速率进行煤中挥发分的析出、燃烧和焦炭的燃烧等。根据燃烧过程的特点和NO的生成途径的差异,将NO分为燃料型、热力型、瞬时型3种。

    燃料型NO主要由煤中的含N化合物在燃烧过程中直接氧化形成。通常煤中N的含量在0.5%~2.5%左右,氮原予以N-H、N-C或C-N键与各种碳氢化合物结合成N的各种不同的环状或链状化合物。煤中含氮有机化合物的C-N结合键能比空气中氮分子N-N的键能小得多,氧原子很容易首先破坏C-N键,并与其中昀N原予反应,生成NO。煤中的N,一部分随挥发分析出,一部分留在焦炭中。挥发分N随着其燃烧而形成中间产物HCN、NH3和焦油等,前2种中间产物的量和比例随煤种的不同而有差异,这是因为对于不同的煤种,其中的N与碳氢化合物的结合状态和挥发分含量是不同的,这些中间产物的燃烧产物是NO或N z;而且焦油中N含量几乎与原生物质的含量相同【41,这些焦油会在燃烧后期发生再燃烧,它的燃烧产物与焦炭的燃烧产物基本相同;焦炭中的N元素在燃烧过程中以-CN的基团形式与0、NO等反应,同时在焦炭的催化作用下形成NO、Nz等。从上面的分析可以看出挥发分燃烧阶段生成的NO可以在后一阶段的焦炭的燃烧过程中得到还原,但焦炭的燃烧依然有NO的生成。挥发分燃烧与焦炭燃烧这2个阶段的NO的转换率受许多条件的控制,如煤种、配风条件、生物质燃烧过程中的焦炭的粒度.焦炭颗粒中灰分的催化作用、焦炭周围的气体环境等,但总的NO的转换率是由挥发分、焦炭2个阶段的NO生成量和焦炭表面上NO的还原量决定的。

    热力型NO是由高温下空气中的Nz与02、氧原予、OH基团等反应生成的:

    Nz+0 -——÷NO+N -

    N+02——÷N O+O -

    N+O H-—~—NO+H+

    NO的反应生成速率受这3个反应的联合速率决定。传统的观点认为,这个反应遵从Z eldovich理论,热力型NO的总生成速度与温度的关系是按照阿累尼乌斯定律进行的,在温度低于1 500℃时,热力型NO的产生量很小,但在温度高于1 500℃时,NO的生成率变得明显,所以对于生物质炉的局部高温区,热力型NO量生成量是很大的。

    瞬时型NO是空气中的N与燃烧产物中-CH基团反应产生的CN、HCN等中间产物,这些中间产物再与02反应生成NO。由于瞬时型的NO是在燃烧的火焰锋面的内部生成的,这个火焰锋面非常薄,则这种NO的生成时间极短,生成量也非常少,通常认为其约占总生物质燃烧NO生成量的5%以下。

    由于生物质燃烧过程中有这3个方面的NO的生成,而且在生物质炉的运行状态下NO的生成量相对较高,必须采取措施来有效地降低NO的生成。

3低N Ox的旋流生物质燃烧技术

    电站锅炉常用的生物质燃烧机除了直流生物质燃烧机以外,还有一种旋流生物质燃烧机。它们的相同点是一次风均为带粉的气流,一次风的作用根据选用的磨煤机的不同稍有差别。如果选用的是带中间仓储的送粉方式,则一次风要克服输粉管道的提升和弯头阻力;而在直吹式磨煤机系统中,一玖风除了克服输粉管道的提升和弯头阻力外,还要将煤带进磨煤t/L,再将制成的生物质带出磨煤机,这样对一次风机的压头要求比较大。2种燃烧机都有二次风(有时还有三次风),它们是为生物质的充分燃烧而提供的。而旋流燃烧机的一次风和二次风可以都是旋转的,也可以局部气流旋转,使旋转的气流形成有利于生物质着火和稳燃的回流区;这种燃烧机可以前墙布置,也可以前后墙对冲布置,但以对冲布置形式为优,它对炉膛的形状要求不高,不像直流燃烧机要求近

于方形的结构,这样有利于炉内受热面的布置。旋流燃烧机的单个燃烧机可以单独组织燃烧,不需要借助其它燃烧机气流的支持来维持炉内的空气动力场。但相对来说,由于旋流燃烧机的气流混合较早,使燃烧区域较集中,燃烧机区温度较高,NO的生成量较高[6]。

    对燃煤电站锅炉来说,如果炉内的容积热负荷和燃烧机区的截面热负荷较低,使炉膛内的总炉膛温度低于1 500℃那么只要降低燃料型NOx的生成,就可明显降低NOx总排放。采用低NO。燃烧机可在炉内形成有利于较低的燃烧温度的空气动力场,在生物质燃烧过程中建立过量空气系数<1的富燃料区,使燃料氮在其中尽可能多地转化成挥发分N,并在还原性气氛下促使燃料氮转变为分子氮。电站锅炉目前广泛采用煤粉浓淡偏差以提高稳燃性能,即将一次风生物质混合物经生物质浓缩器分离成浓生物质与淡生物质,或是上下浓淡偏差,或是水平浓淡偏差。从NO。生成来看,浓生物质处于高温还原条件下燃烧,故挥发分NO。易被还原成N2,而此时淡生物质处于背火面,即低温氧化气氛条件下,虽然氧量多,挥发分NO。要增加,但由于温度低,挥发分NO。狨少,挥发分NO。和总的NO。是随生物质浓淡比增加而趋于减少的。因此,通常稳燃效果较好的浓淡型燃烧器,均具有一定程度的低NO。性能。

3.1低NOx电流生物质燃烧机

    旋流生物质燃烧机一般都是圆形布置,从中心向外依次是中心风、含生物质的一次风、二次风。通过二次风旋流与中心处稳燃锥的共同作用,在燃烧机出口形成一个高温烟气的回流区,而生物质则往往是利用一次风道中的生物质浓缩器形成煤粉的内浓外淡,从而在二次风的旋流作用下,煤粉由中心向回流区边缘移动,有利于浓生物质首先着火,引燃淡生物质。随着旋流强度增大,烟气回流区加大,又增加了横向湍流混合,有利于生物质着火,故生物质燃尽率提高。但为防止燃烧机喷口烧坏和结渣,热回流量有一最佳值;考虑到燃料着火,生物质浓淡比也有一最佳值,对于旋流燃烧器而言,二次风旋流强度大小不仅要考虑对热回流区大小的影响,而且它直接影响二次风与一次风生物质混合的强烈强度,因此旋流强度大小有一最佳值,既有利于热回流对生物质的提早点火,又不至于大大增加NO。排放。目前应用的大部分低NO。旋流生物质燃烧机都是在考虑上面的各种因素设计的。

3.1.1三井巴布科克的LNASB型低NO。轴向旋流燃烧机

    LNASB型低NO。轴问旋流燃烧机结构见图1㈤。生物质和一次风混合物切向进入一次风管道,经扩锥管内的旋流片使生物质气流分配均匀,在燃烧机一次风管道内旋转前进经燃烧机一次风管内的一次风粉分割器(芯风管)分割为4股独立的风粉流,一方面相对地增大生物质与周围轴向旋流二次风的接触比表面积,可以控制一次风环型套筒周围风煤比的变化;另一方面使一次风粉在一次风管喷口内部就形成4股独立的相对浓生物质气流和其周围的相对淡生物质气流的“浓淡分级燃烧”,从而形成在总体供氧水平极低、温度水平相对低的炉内气氛前提下,保证生物质顺利着火和稳定燃烧,还可以大大地抑制N0。生成。这种燃烧机的燃烧用风分为两级,即旋流二次风和旋流三次风。旋流二次风由手动套筒挡板和手动旋流器拉杆调节风量和旋流强度;而三次风仅由手动旋流器拉杆调节旋流强度,安装时预先将旋流器位置调整好,运行中不能调整。在二次风压不变的前提下,改变二次风套筒挡板位置,使二次风量与三次风量的比例发生变化。三次风和二次风的气流形成独立的旋流,支持挥发分充分燃烧,同时最大限度地减少NO。的生成量。与燃烧机主体炉膛侧相接的为一渐扩形的耐火砖旋口,以便保证风粉在燃烧机出口充分展开,产生足够的回流区,有利子各股气流的混入。

    性能试验表明,LNAB型燃烧机的性能稳定,高负荷不结渣,低负荷稳燃能力强,NO。排放浓度低,运行经济性商是一种清洁燃烧的生物质旋流燃烧机。应用在华能大连电厂二期2×350MW上的燃用晋北烟煤的这种燃烧机的排放测试结果不高于616 mg/m 3。

3.1.2德国Bab cock公司的直流扰动式双调风旋流生物质燃烧机(简称双调风燃烧机)

    德国B ab co ck公司的直流扰动式双调风旋流生物质燃烧机的结构见图2[8]。点火油枪放在中心管内,中心管喷口同时便于形成稳定的回流区;切向进入的一次风生物质气流经中心管外的环形一次风通道喷入炉膛。燃烧用的二次风分为2部分:内二次风环道中设有旋流叶片,使气流旋转;外二次风由外环道直流射入。改变各二次风入口挡板的开度,可改变它们的入口风量。内二次风旋转带着直流一次风旋转,在燃烧机的出口处形成回流区,高温烟气回流有利于生物质的着火和稳燃。在生物质着火燃烧后,只加入了一部分燃烧所需风量:旋流二次风使这个燃烧区的过量空气系数a 1,有利于已生成的NO。还原,形成挥发分和少量焦炭燃烧的初级燃烧区。外二次风由外环风道直流射入,在初级燃烧区的下游混入火焰中(这里a>1),形成富氧气氛,使剩余的焦炭颗粒完全燃烧,形成第二级的主燃烧区。由于燃烧过程延长,降低了火焰温度,进一步抑制NOx的生成。可见,双调风燃烧机是按有利于低NO。排放的原理组织各射流工况属于空气分级的低氮燃烧机。神头第=电厂引进的2×500MW锅炉采用的这种燃烧机经过燃烧调整优化后,NO。的排放低于650 mg/m3,达到国家的排放标准。

3.1.3北京BW公司的XCL和DRB型燃烧机

    XCL和DRB结构类似与上面的双调风燃烧器,其结构见图3闱,不同的是没有中心管,点火油枪放在有旋流叶片的内二次风道内。另外,外二次风也是有可动叶片的旋流风,XCL和DRB的区别是外二次风的进风方式不同,图3中的外二次风切向进入是DRB型燃烧机,而XCL型为轴向进风方式。当然由于结构的不同,这2种燃烧器的设计风速和风量份额不同。这种结构相对于双调风燃烧机的优点是减少了一次风生物质气流对中心管的磨损,但这种一次风出口处无钝体存在对回流区的位置是有影响的。就应用效果来看,DRB型燃烧机的炉膛内火焰充满度好,低负荷稳燃能力强。应用在南通电厂二期的2×350 MW锅炉上燃用劣质烟煤的这种燃烧机的实测NO。排放值在334 mg/m3~440mg /m3之间,远远低于国家控制标准650 mg/m。。

3.1.4 IHI的低NO。双切向旋流燃烧机

    IHI的低NO。双忉向旋流燃烧机的送粉风和完全燃烧用风均是切向进风,旋流强度非常大,其结构见图4[“3。一次风和三次风(等同于中心风)的风道是渐缩的锥形;燃烧用的所有二次风先经过外套筒的切向叶片进入外二次风通道然后有一小部分通过内二次风切向叶片进入内二次风通道,形成旋流内二次风。

3.1.5径向浓淡生物质燃烧机

    哈尔滨工业大学研究开发的这种燃烧机的结构见图5【1”。这种燃烧机的结构类似双调风燃烧机,外二次风为直流风,内二次风由轴向叶片形成旋转。径向浓淡生物质燃烧机在一次风管道中应用了百叶窗生物质浓缩器,因而在一次风出口处形成了浓生物质气流在内与淡生物质气流在外的配风方式喷入炉膛,形成沿半径方向的浓煤粉、淡生物质的着火方式。这种燃烧机是将生物质分级、空气分级相组合的一种方式。应用此燃烧机在清河6号炉的改造项目上,得到实测值为430mg /m3左右的NO。排放,效果较好。

    上面对各种低NO。直流与旋流生物质燃烧机原理和结构作了简单的介绍,虽然它们的NO。排放水平总体上来说,在当时发明和设计日寸,许多性能指标能满足需要,但随着各种严格的、高要求环标准的施行,还必须从结构和原理上作改选以满足不断提高的控制标准要求。

3.2空气分级燃烧技术

    低NO。生物质燃烧机多数是采用生物质浓缩的方式来达到提高生物质浓度,降低着火温度和着火热。但由于现在燃烧的劣质煤越来越多,因而必须加强燃烧后期生物质的燃尽。目前使用的空气分级燃烧技术:一方面是为了强化燃烧后期焦炭的燃尽,另一方面还能还原部分已经生成的NO。。空气分级燃烧的基本原理是将生物质燃烧所需要的空气分2个阶段给入:第一阶段是主燃烧区,这里的空气量一般占总二次风量的70%~80%,由燃烧机送入炉内,补充一次风生物质气流的完全燃烧的需要;第二阶段是燃尽区,这部分的风量占总二次风量的5%~15%,由燃烧机上方单独的喷口送入炉内。实行空气分级燃烧后,相对来说总空气量较少的生物质在主燃烧区历需的着火热减少,使火焰温度有所降低,生物质气流易于着火;在燃尽区适当空气量的补入,可完成未燃焦炭的燃尽,这时的燃烧产物还可以在主燃区已生成的N0。中还原成N。同时,分级风的引入,可以有效地降低燃尽区的火焰温度,有利于减少NO。在这一区域的生成。如,在某600MW机组上进行的试验研究,在采用均匀送风和分级送风2种运行方式时【19,空气预热器前烟气中含NO。的量由650 mg/m3降低到400 mg/m3,可见分级燃烧降低NO。的效果非常明显。但对于不同的煤种,分级风口的位置、分级风量都有一最佳的值,如分级风的位置距离主燃烧区太近,生物质尚未完全燃烧,在分级风的冷却作用下,反而不利于其燃烧完全;反之,如果分级风口距离主燃区的位置过远,使未完全燃尽的焦炭颗粒经历了一个降温过程。由于这个降温过程可能对焦炭颗粒的某些燃烧特性产生了影响,然后再进入燃尽区,虽然燃烧温度可以达到原始焦炭颗粒的燃尽需要,但可能已不能完全燃尽了。

3.3燃料的再燃

    由NOx的分解机理可知,已生成的NOx在遇到烃的自由基CH:和未完全燃烧产物CO、H2、C和巴H。时,会发生N0的还原反应。根据这一原理,如果将占输入热量80 %~85%昀生物质喷入主燃烧区,而将占输入热量15%~20%的另一部分燃料喷入位于主燃烧区上方的燃烧区,目前通称这一区为再燃区。这一区的环境是过量空气系数0:<1的还原性气氛,主燃烧区中生成的NO。被再燃区中燃料燃烧生成的不完全燃烧产物CH等还原成分子氮。

    再燃燃料可以与主燃料相同也可以不同,但由于生物质气流在再燃区内的停留时间相对较短,再燃燃料宜于选用容易着火和燃烧的烃类气体或液体燃料,如天然气。影响再燃还原NO。的主要因素有再燃燃料种类、再燃燃料比例、再燃区内过量空气系数、再燃区内温度及停留时间等。

    再燃燃料有天然气、超细生物质等。天然气本身不含有N元素,CH的含量较高,用它作再燃燃料,只起还原的作用;同时它的热值高,还有利于生物质的燃尽;但最不利的方面是,应用喷气作为再燃燃料的运行成本偏高,再加上其储量的有限眭,不利于它的大范围的工业应用。

    超细生物质再燃烧还原NO。的机理相当复杂‘141,主要包括均相还原反应机理和异相还原反应机理。均相还原反应是通过煤析出的挥发分还原NO;而异相还原反应发生于煤焦与气态燃烧产物之间,其中确切反应机理还不太清楚。考虑到煤中含有N元素,因而适用于作再燃燃料的煤的品质要求是挥发分含量高、含氢量高、含氮量低、灰分少等。现阶段应用烟煤和褐煤的效果已有报道。这种情况下财生物质的细度要求较高,当然是越细越好,且要求磨煤机的出粉均匀性要高,平均粒度在15 Vm左右。如果进入再燃区的生物质粒度过粗,将导致生物质的不完全燃烧飞灰含碳量增加,同时会产生新的NO。。生物质再燃异相还原NO。的影响因素很多,主要有煤种、生物质粒径、气氛、煤中金属氧化物含量等。生物质粒径不仅影响颗粒热响应特性,而且影响颗粒内部热解产物二次反应程度,进而影响NO。的还原效率。

4尾部烟气脱硝

    目前关于如何有效地降低锅炉尾部烟道中NO。的排放量已经吸引很大一批科学工作者的目光,也涌现出许多新的适合于尾部烟气脱硝的技术,主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法( SNCR)、吸附法、等离子体过程NO。治理技术等。

4.1选择性催化还原法(SCR)

    SC R的脱硝原理是在金属催化剂的作用下喷氨,将烟气中的N0。还原成N2和H20,其主要的化学反应为:

    4N0+4N H3+02= 4N2+6Hz0

    NO+N02+2N H3 =2N2+3H20

    这2个反应在适当催化剂的作用下,可在较低的温度下有效地进行,脱氮比在合适的条件下也很高。从这2个反应的方程可以看出,反应产物是Nz和Hz0,而不是NO被02氧化,因而这种脱硝方式祢为“选择性催化还原”法‘151。

    应用SCR这种脱硝方式的装置通常放在锅炉的省煤器与空气预热器之间的锅炉尾部的垂直烟道中。应用于这种方式中的喷氨方式有2种:无水和有水法。催化剂的选取是SC R脱硝效果的关键一环,催化剂的使用温度越低,运行费用就越低;同时催化剂的使用温度范围越宽,运行的可控性越高,因此催化剂的低温活性很重要;又由于生物质燃烧的尾部烟气中,通常氧气的含量较高而且会随锅炉负荷的变化而随时变化催化剂应具有较好的高温选择性。只有从这2方面出发选择制备催化剂,使催化剂兼顾低温活性和高温时的选择性。目前已经出现了许多类型的适合于SCR应用的催化剂,如分子筛催化剂等,它的脱硝效率可达70%~90%。

    影响SCR脱硝效果的主要因素有:烟气量与催化剂的比值,脱硝效果与这个比值成反比;喷氨量与烟气中NO。的浓度的比值,推荐的脱硝的比为1,如果氨气的量低,导致较低的脱NO。的排放效果。反之,如果氨的浓度高,则会导致另一种污染物的产生。烟气温度也严重影响NO。脱除效果,温度低时,喷入的氨会与烟气中的含硫气体反应,生成硫酸氨附着在催化剂的表面,影响催化效果;温度高时,N H3与02会发生反应,使烟气中的NO,含量增加。

4.2选择性非催化还原法(S KICR)

    SNCR的脱硝原理也是氨气与NO反应,反应式与SCR相同,SNCR与SCR的差别是不用催化剂,只是在炉膛的某一位置喷氨,还原生成NO。相对于SCR这种方法的优势是制造和运行成本低、设备简单、操作容易;缺点是这种SNCR的脱硝方法中,氨气与NO反应对温度的依赖性决定了必须考虑锅炉的结构形状和温度分布等因素,来确定它的喷入点。SN CR的总的喷氨利用率低,NO。的脱除率也要低20 %~50蚶16】。

4.3等离子体过程NO。治理技术

    等离子体过程NO。治理技术是通过适当的方式产生等离子体,依靠等离子体内部的微观物理化学过程使NO。等气体在等离子体区被分解或氧化,浓度降低脱除NO。【11。电子束法的原理是利用电子加速器产生的高能电子束,直接照射待处理的气体,通过高能电子与气体中的氧分子及水分子碰撞,使之离解、电离,形成非平衡等离子体,其中所产生的大量活性粒子(如OH-、02。等)与污染物进行反应,使之氧化去除,见图7。初步的研究表明,该技术在烟气脱硫、脱硝方面的有效性和经济性优于常规技术。但是电子束照射法存在高能电子,可破坏气体分子的化学键,同时,也可使烟气分子电离,因而烟气中含量最高的Nz和C02等气体分子将被分解和电离,浪费了能量;同耐高能电子与烟气气体分子碰撞后能量将降低,因此剩余降到3eV以下的能量将浪费掉。电子束法设备结构复杂、占地面积大、X射线的屏蔽与防护问题也不容易解决,总成本高。为了避免电子加速器的使用,减少其辐射性,增强技术的安全性和实用性,产生了脉冲电晕放电NO。治理技术,它的机理与电子束照射法基本一致,都是利用电子的作用使气体分子激发、电离或离解,产生强氧化性的自由基。但是,它产生电子的方式是利用气体放电过程产生大量电子(见图8),这些电子的能量等级较低。与电子束照射法相比该技术设备相对简单、投资和占地面积都较少,但能耗大、制造大功率脉冲电源技术复杂、成本很高、火花开关寿命较短、需定期更换等。

    上面提到的2种等离子体过程NO。治理技术都必须添加氨气。添加氨气,一方面要增加费用,另一方面可导致氨气的泄漏,所以出现了直流电晕放电NOx治理技术。它是在直流高压作用下,利用电极间电场分布的不均匀产生放电,利用烟气中的氧气和水分解产生自由基,把NO氧化成NOz和HNO。等物质,然后烟气中的反应产物通入碱液吸收装置被吸收。但是,该技术酌NO。脱除效率不足70%,而且能耗较大。

    其它的等离子体过程降低NO。排放的方法如介质阻挡放电法、表面放电法等都刚处于试验阶段,或只是适合于小范围的应用,距离大范围的工业应用还有很大的距离,这里就不详细介绍了。

5结束

    通过前面对各种旋流生物质燃烧机和烟气脱硝等技术的分析,可以看出各种尾部烟气脱硝技术整体降低NO。的效果还是很好的,但初投资、运行成本、运行控制的要求等方面都较高。结合我国国情,应该优先采用投资和运行成本都较低的低NO。燃烧技术来降低NO。的排放,既节约了能源,又保护了环境。低NOx燃烧技术是一种从根本上来控制NO。生成的技术。如果在设计阶段综合考虑环保和高效燃烧等方面,应用这种低NO。旋流生物质燃烧机,锅炉的总初投资和运行费用不会增加。特别对于国力较弱和资源有限的国家,应加大力度继续开发和研究高标准的低NO。旋流生物质燃烧机,配合合理的分级风燃烧技术;同时对整个锅炉的供粉系统进行调敕,使输粉系统与燃烧机相配合,达到生物质量与空气量的精确配合,形成低NO。

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点击次数:  更新时间:2018-06-28 21:10:13  【打印此页】  【关闭