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燃气汽锅降氮减排归纳处分:视觉消白;环保消

日期:2019-10-11 15:37 来源: 换热器

  是通过改变烟气温度或湿度,避免烟气与环境空气相互混合过程中由于烟温降低导致过饱和水汽凝结,从而减少了烟气携带水量,进一步降低了污染物排放,消除了视觉白烟。锅炉排烟温度偏高,将影响锅炉运行的经济性(一般排烟温度每升高10℃,排烟损失增加0.5~0.8%)。

  烟气消白,首先我们要明确一个观念,烟气消白消除的不是视觉上的污染,而是比较彻底的消除烟气中的氮氧化物、硫化物、各种烟尘颗粒物、气溶胶以及各种结晶盐颗粒物质,等等。这才是环保消白所真正面临的困难。

  关键技术:电磁消白系统工艺原理:含有大量水蒸气的烟气通过预磁化处理,进入进入电磁消白塔,在特定脉冲频率的电磁场作用下,烟气中的微液滴和粉尘颗粒物互相碰撞并凝聚成大液滴被捕集,含尘污水进入集水盘排出。

  关键技术:化学热泵系统是利用可逆化学反应,将工业余热以化学能的形式回收储存起来,然后在所需的适宜温度下释放出来用于供热、制冷、干燥及发电等的新型热化学循环系统,可以实现能量的品位提升及有效储存利用,并且具有温度适应范围宽、能量储存密度大及热损失小等优点,特别适用于间歇性与波动性太阳能及余热资源深度利用,具有广阔的应用前景。

  氮氧化物指的是由氮、氧两种元素组成的化合物。氮氧化物(NOx)种类很多,包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物。做为大气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2

  在高温燃烧条件下,NOx主要以NO的形式存在,最初排放的NOx中NO约占95%。但是,NO极易与氧气发生反应,生成NO2。在温度较低及湿度较大时,NO2进一步与水分子作用,形成硝酸(HNO3)。特别是当NO2与SO2同时存在时,可以相互催化,形成硝酸的速度更快。

  理论上,燃气锅炉NOx有三种不同的生成机理:热力型NOx由燃烧空气中的N2在高温下氧化而成;燃料型NOx由燃料中的氮元素转换而成;快速型NOx由空气中的N2和碳氢原子团(如:CH、HCN)反应生成,一般生成量很小(可忽略不计)。

  1)燃烧温度。随着燃烧温度的上升,NOx的生成量呈数量级上升(涉及燃烧机)。

  2)在燃烧区域的氧化浓度。随着过量空气系数增大(即氧气浓度增加时),NOx的生成量急剧上升(涉及运行工况)。

  3)燃烧气体在高温区的滞留时间。随着燃烧气体在高温区域的滞留时间增加,NOx的生成量随之增加(涉及锅炉本体)。

  为防止天然气在锅炉内燃烧后,产生过多的NOx污染环境,应对锅炉烟气进行脱硝处理。根据燃气锅炉氮氧化物的形成机理,锅炉烟气降氮减排的技术措施有三大类:

  1)一类是源头治理。控制煅烧中生成NOx,其技术措施:①低氮燃烧机;②改变锅炉运行工况;③烟气再循环。

  2)一类是末端治理。控制烟气中排放的NOx,其技术措施:①水+添加剂喷淋净化;②选择性非催化还原法(SNCR);③选择性催化还原法(SCR);④SNCR/SCR联合脱硝技术。

  3)一类是综合治理。任何一类低氮燃烧机运行时,都存在着标准工况与非标工况。这是因为燃烧机厂家对产品的燃烧完全度的测定,是在特定的标准燃烧室内进行的。所以,一般把标准实验的条件,做为燃烧机的选用条件。但现场的应用条件却存在着很大的约束性,即低氮燃烧机可能是在偏离标准工况的状态下运行的。燃烧机整个采暖季全天24小时都在运行,而且是变负荷运行,运行工况与燃烧机厂家给出的标准工况相差较大。这就恶化了影响热力型NOx生成的原因(涉及低氮燃烧+烟气处理)。

  燃气锅炉用于社区供热或城市区域供热时,锅炉烟气降氮减排,即脱硝是系统工程,包括低氮燃烧机、相匹配的锅炉本体、运行工况以及烟气处理等系统集成。

  燃气锅炉烟气降氮减排综合治理技术路线)烟气再循环低氮燃烧技术是将烟冷装置前抽取的温度较低的烟气与燃烧用的空气混合,通过燃烧器送入炉胆内,从而降低燃烧温度和氧的浓度,达到降低NOx生成量的目的。

  —→NaNO2+CO2(2)只有当吸收烟气中的NOx的氧化度(NO2/NOx)大于50%时,才能被Na2CO3充分吸收。由等摩尔数的NO和NO2所组成的混合物,其吸收速率系数在所情况下,都大于浓度相同的NO2气体的吸收速率系数。1%浓度的NO+NO2气体,其吸收速率系数几乎是1%浓度的NO2气体的2~3倍。这就意味着(2)式的反应速率远远大于(1)式的反应速率。随着氧化度(NO2/NOx)的升高,吸收率呈抛物线状变化,具有一个最佳值。

  吸收工艺措施——加大过量空气系数,即增加烟气中的O2含量,为NO与O2发生反应,生成NO2创造条件。同时,大风量降低了NOx在烟气体积中的含量占比。在线NOx检测装置实时传输数据至燃烧机的鼓风机变频器。通过排空烟气中的NOx实际排放量与达标设定值的比对,动态增减鼓风机转速,实时调节过量空气系数……烟气中氮氧化物NOx含量小于80mg/m3,在中试规模达到了10~60%的NOx脱除率。烟气中氮氧化物NOx含量大于100mg/m3,不宜采用。相对于燃煤锅炉、工业窑炉等烟气的降氮减排,低氮燃烧+冷凝纯碱水溶液喷淋吸收技术,工艺过程简单。虽然存在技术瑕疵,但通过处理手段和操作工艺的不断完善,必将焕发出全新的生命力。

  当前工业能源消耗中所排放的低品位余热量大面广,若采用高效的余热利用技术将这部分余热回收,将具有显著的节能效果。工业余热热泵技术可以实现余热品位的提升或容量的扩大,一方面可以将回收的热量应用到工业流程中,另一方面可以在区域供热及供冷方面发挥作用。压缩式热泵、吸收式热泵与化学热泵,三种热泵技术在工质、循环以及系统创新方面得到了较大的发展,但在容量、能效比、温升与可靠性方面存在不可兼得的瓶颈问题。此外,工业余热根据种类以及温度品位的不同,适用场合与特点也各不相同。目前在余热回收利用的设备与系统方面,缺乏针对不同余热特点的指导性设计准则。未来的研究需要集中在发展效率高、容量大、热适应性好、稳定可靠的热泵技术,形成各余热热泵互补利用的广谱化设计准则。同时需要通过对余热的热、电、冷、储、运的网络化利用进行余热系统高质化集成,实现工业余热的高效利用。

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