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脫硝技術(shù)
根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機理,水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類:
一類是從源頭上治理??刂旗褵猩蒒Ox。其技術(shù)措施:①采用低氮燃燒器;②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,采用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx,其技術(shù)措施:①“分級燃燒 SNCR”,國內(nèi)已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內(nèi)已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù),國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗;循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒改造主要對二次風(fēng)口、給煤口的位置及分布進行優(yōu)化調(diào)整,或是增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)等。④生物脫硝技術(shù)(正處于研發(fā)階段)。
總之,國內(nèi)開展水泥脫硝,尚屬探索階段,還未進行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運行可靠的脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。
近年來,煤燃燒造成的大氣污染問題備受人們關(guān)注,尤其我國北方供暖期的嚴(yán)重霧霾更是影響到了人們的日常生活。如何去除燃燒煙氣中氮氧化物,防止環(huán)境污染,現(xiàn)已作為世界范圍的問題,被尖銳地提了出來。
為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境,應(yīng)對煤進行脫硝處理。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)在現(xiàn)有LNB技術(shù)和SNCR技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,對鍋爐LNB和SNCR技術(shù)進行大量的試驗研究和工程化研發(fā),研究適應(yīng)于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優(yōu)化技術(shù)裝備的耦合技術(shù)。首先對原有低氮燃燒器進行針對性改造,將燃燒器改造成更適合與SNCR系統(tǒng)耦合,控制燃料燃燒過程中NOx的生成量,其次建立SNCR煙氣脫硝系統(tǒng),進一步降低煙氣中NOx濃度。通過實驗室和實際工程試驗,研究整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),包括鍋爐負(fù)荷變化對低氮燃燒和SNCR耦合技術(shù)下的氣固兩相流動和混合過程的影響規(guī)律,研究低NOx燃燒和SNCR技術(shù)耦合脫除NOx過程中燃燒區(qū)的溫度場、流場和濃度場分布規(guī)律。優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù),可使系統(tǒng)在運行成本較低的情況下,達(dá)到較高的脫硝效率。據(jù)介紹,新標(biāo)準(zhǔn)擬分為兩個階段實施:實施之日起至2017年3月31日,新建的燃?xì)夤I(yè)鍋爐氮氧化物排放必須低于80毫克/立方米,在用的(2007年9月1日前通過環(huán)評審批,下同)燃?xì)忮仩t必須低于150毫克/立方米。
關(guān)于低NOx燃燒四角切圓燃燒系統(tǒng)煤粉噴燃器與二次風(fēng)噴嘴是分開布臵的,燃料風(fēng)、輔助風(fēng)和燃盡風(fēng)是分批加入射流火焰,煤粉火焰是一種邊燃燒邊同二次風(fēng)混合的擴散火焰,因此形成了一種較長的火焰結(jié)構(gòu)。這種燃料與空氣混合方式,本身就具備有分級燃燒的性質(zhì),對于降低NOx的生成起到有利的作用。特別是一次風(fēng)射流切圓較小、二次風(fēng)射流切圓較大,更加推遲了一、二次風(fēng)的初期混合,加強了空氣分級的效果,更是起到抑制NOx的生成作用。四角切圓燃燒的鍋爐NOx排放量為600~1000mg/m3,我廠450-500mg/m3,前后墻對沖燃燒的鍋爐NOx排放量為850~1200mg/m3,二期600mg/m3左右,三四期800-900mg/m3,這說明四角切圓燃燒本身有低NOx生成的基礎(chǔ)。
不足之處在:但是四角切圓燃燒器會因為一些其他原因,而造成結(jié)渣。結(jié)渣的危害不用我說大家都了解,嚴(yán)重時會造成炸膛。
WR燃燒器
1. 所謂濃淡燃燒器,就是采用將煤粉——空氣混合物氣流,即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流兩股氣流,這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提高富粉流中的煤粉濃度。
2. 富粉流中燃料在過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1的條件下燃燒,貧粉流中燃料則在過量空氣系數(shù)大于或接近1的條件下燃燒,兩股氣流合起來使燃燒器出口的總過量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)
3. 濃淡分離原理
(1)離心式煤粉濃縮器用在W型火焰鍋爐上;
(2)利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃縮,在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用
它實質(zhì)上也是一種濃淡分離的類型。它是利用2,3口不同的彎管角度實現(xiàn)濃淡分離的。
然后,通入到鍋爐燃燒中,起到氮類化合物的減排。
但是由于彎管的作用,有可能使煤粉在彎管內(nèi)燃燒,破壞燃燒器
氮氧化物是形成PM2.5、O3的重要前驅(qū)體,而PM2.5、O3是大氣環(huán)境空氣質(zhì)量的重要組成部分。根據(jù)高新區(qū)空氣污染物現(xiàn)狀情況,降低氮氧化物排放總量是改善高新區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的有效手段。經(jīng)調(diào)研,目前燃?xì)忮仩t行業(yè)氮氧化物減排潛力較大,且國內(nèi)北京、天津等地已開展燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作,技術(shù)成熟、經(jīng)驗先進,高新區(qū)燃?xì)忮仩t低氮改造勢在必行。混合促進型燃燒器煙氣在高溫區(qū)停留時間是影響NOx生成量的主要因素之一,改善燃燒與空氣的混合,能夠使火焰面的厚度減薄,在燃燒負(fù)荷不變的情況下,煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時間縮短,因而使NOx的生成量降低。
據(jù)悉,高新區(qū)對轄區(qū)涉氮氧化物排放行業(yè)進行梳理,開展多輪次燃?xì)忮仩t使用情況摸底排查工作,并通過學(xué)習(xí)北京、天津等地的先進成熟經(jīng)驗,結(jié)合高新區(qū)實際,制定了《淄博高新區(qū)2018年度燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作方案》,明確好工作目標(biāo)、改造范圍、時間安排、資金補助政策等工作,確保低氮改造工作率推進,走在前列。7月初,高新區(qū)環(huán)保局組織全區(qū)化工、食品、學(xué)校、衛(wèi)生機構(gòu)等行業(yè)的涉燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造企業(yè),召開2018年度燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作會議,對燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作進行了動員部署,落實排污單位主體責(zé)任,轉(zhuǎn)變觀念,強化意識。此外,申請財政資金支持,號召各企業(yè),結(jié)合企業(yè)實際情況,多種措施尋找、考察國內(nèi)外先進燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造廠家,有序開展燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造的前期工作。待改造完成后,轄區(qū)燃?xì)忮仩t使用單位將在達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上,進一步降低氮氧化物排放濃度,達(dá)到30毫克/立方米的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。這個很多市民都沒有聽說過的名詞,其實正是北京華盛經(jīng)緯科技發(fā)展有限公司引進的一項環(huán)保新技術(shù),已初步試驗成功,燃?xì)忮仩t氮氧化物排放濃度可以降低到30毫克/立方米以下。
截至8月底,高新區(qū)已有超半數(shù)企業(yè)簽訂燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造合同,其余企業(yè)處于招標(biāo)、合同簽訂等階段,預(yù)計可在規(guī)定時間內(nèi)完成燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作。