低氮燃烧技术在煤粉锅炉系统的应用性研究

煤粉燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx,约占总量75%~80%,其余为热力型NOx和快速型NOx。煤粉低氮燃烧技术的核心是控制燃料型NOx的生成。通过对煤粉锅炉按照“先炉内、后炉外”的总体技术路线,采用炉内De-NOx低氮燃烧技术结合SNCR喷氨技术,将低氮燃烧技术应用于煤粉锅炉,将烟气氮氧化物有效控制在200mg/Nm^3以内。大大减少氨水、液氧等脱硝剂的投入量,既降低了运行成本又有效缓解了脱硝剂对设备及烟道的腐蚀,使烟气NOx排放浓度符合我国《火电厂大气污染物排放标准》。     

水泥回转窑系统低氮燃烧技术设计介绍

<正>水泥回转窑系统低氮燃烧技术是应用广泛、经济实用的NOx减排措施。它通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NOx的形成,具体来说,是通过调节燃烧温度、烟气中的氧气浓度及烟气在高温区的停留时间等方法来抑制NOx的生成或还原已生成的NOx。低氮燃烧技术包括低氮燃烧器、分解炉空气分级燃烧及分解炉燃料分级燃烧等。笔者参与了多个水泥厂低氮燃烧技术的选择,本文对此给予介绍,并举例说明分解炉     

水泥窑烟气脱硝烧成系统的改造

介绍了水泥窑烟气脱硝窑头和窑尾烧成系统改造的技术原理和改造方案,探讨采用窑头低氮煤粉燃烧技术可实现降低回转窑内热力型NOx产生量,采用窑尾分解炉还原燃烧控制技术可实现将回转窑内产生的热力型NOx还原,大大降低了整个系统NOx产生量。实践表明,窑头低氮煤粉燃烧技术和分解炉高强还原燃烧控制技术可实现脱硝效率60%以上,大大减少NOx排放总量,降低了氨水用量和脱硝成本。     

水泥窑烟气脱硝烧成系统的改造

介绍了水泥窑烟气脱硝窑头和窑尾烧成系统改造的技术原理和改造方案,探讨采用窑头低氮煤粉燃烧技术可实现降低回转窑内热力型NOx产生量,采用窑尾分解炉还原燃烧控制技术可实现将回转窑内产生的热力型NOx还原,大大降低了整个系统NOx产生量。实践表明,窑头低氮煤粉燃烧技术和分解炉高强还原燃烧控制技术可实现脱硝效率60%以上,大大减少NOx排放总量,降低了氨水用量和脱硝成本。     

水泥工业氮氧化物减排的途径

0 引言 NOx的减排实现途径可从燃料生命周期的3个阶段入手,即燃烧前、燃烧中和燃烧后[1-3].当前,燃烧前脱氮的研究很少,几乎所有的研究成果都集中在燃烧中和燃烧后的NOx的控制.国际上把燃烧中NOx的所有控制措施统称为一次措施,把燃烧后的NOx控制措施统称为二次措施,又称为烟气脱氮技术.目前,燃烧中NOx控制技术主要是指低氮燃烧技术,该技术是根据燃料在燃烧过程中NOx的生成机理,通过改进燃烧技术来降低NOx的生成和排放,大致可分为两类,即低氮燃烧器和分级燃烧技术(包括空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术).     

裂解炉NOx抑制技术

概述了NOx的生成机理及影响因素,介绍了当前裂解炉在燃料燃烧前后及过程中的NOx抑制技术,如燃料预处理、烟气脱硝、降低火焰温度、燃烧分级、烟气再循环等。通过经济合理地运用这些技术,可满足裂解炉的工艺和环保要求。     

低氮燃烧器在5000t/d生产线上的应用

河南省禹州市锦信水泥有限公司有一条5 000t/d生产线,2013年7月开始使用低氮燃烧器,通过与厂家的共同探讨研究,改善燃煤方案、加强工艺管理措施和改进工艺煅烧等方法,顺利实现了低氮燃烧器的使用,达到了理想降氮效果。1煤粉燃烧过程产生NOx的机理分析NOx主要是通过热力型NOx,燃料型NOx和瞬时型NOx三种途径生成的．并且都在煤燃烧过程中出现。瞬时刹NOx是由燃料挥发物中的碳氢化合物高温分解生成的CH自由基和空气中氮反应生成的HCN和N,再进一步与氧作用以极快的反应速率生成NO,它的生成与温度关系不大。瞬时型NOx仅占NOx总排放量的5％左右。     

低氮分级燃烧技术在CDC预分解系统的应用

对分解炉进行燃料分级燃烧改造,将燃料分级加入,在分解炉锥部形成还原区,还原窑内产生的热力型NOx,并抑制燃料型NOx的产生,同时配合操作优化调整,控制窑内燃烧气氛,减少窑头煤粉燃烧空气过剩系数,降低窑尾烟气氧含量,从而降低并稳定NOx的排放量.     

新型低氮燃烧器在加热炉脱硝改造中的应用

抑制燃气燃烧装置产生的NO_x对保护大气环境是至关重要的一个方面。通过采用低NO_x的燃烧技术,改变燃烧条件抑制氮氧化物生成,从而降低NO_x的排放。影响燃烧过程中NO_x生成的主要因素是燃烧温度、烟气在高温区的停留时间、烟气中各种组分的浓度以及混合程度,对其进行了探讨。由于燃烧方法和燃烧条件对NO_x的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NO_x。选择新型低NO_x的燃烧器需考虑单台热负荷、燃料性质、空气供给量、温度、炉膛的高度,以及炉管与燃烧器的距离等影响因素,低氮燃烧器在加热炉脱硝改造中的应用取得了较好的效果。     

全过程低氮燃烧技术在水泥厂的应用

分级燃烧技术和再燃脱硝技术在操作过程中除了分风、分煤等的硬件设施外,还需要围绕烧成主线的全系统精细化操作,粗放的操作模式不能有效降低氮氧化物的排放。由于现有的技术还不能实现低成本、有效地NOx的减排,因此,有必要进行观念的更新、技术的整合和参数的优化,提高低氮燃烧的效率,实现水泥窑炉的低氮排放。针对当前低氮燃烧技术的应用现状,我公司开发了全过程低氮燃烧技术,该技术是在分级燃烧技术的基础上进一步研发的降低系统NOx排放量的技术,将窑炉全系统的预热器、分解炉、回转窑、喷煤管、三次风管和煤粉及生料喂料作为一个有机的整体纳入系统控制,从抑制NOx的生成和还原已生成的NOx两方面入手,对燃料品质、燃料制备质量、燃料与助燃空气的合理分布,燃烧器的旋转动量与轴向动量等影响因素进行科学合理地调控,实现对窑炉温度场和气氛场的系统控制,实现窑炉全过程 NOx的形成控制及还原分解。     

燃煤过程NOx抑制与脱除技术的现状与进展

根据NOx产生的机理和特点,燃煤过程NOx抑制与脱除技术主要包括无氮燃烧技术、低NOx燃烧技术以及烟气脱硝三类. 本工作综合分析了常见的脱硝技术的特点与发展现状,并介绍了近年来国内外发展的脱硝新工艺和新技术. 无氮燃烧技术和烟气脱硝技术成本较高,现有的低NOx燃烧技术脱硝率较低,需要开发燃烧过程中抑制NOx生成的新技术以适合我国当前的形势. 利用煤燃烧的解耦耦合原理,提出了在钢铁生产烧结过程中抑制NOx生成的新方法.     

焦炉煤气低NOx燃烧技术研究进展

介绍了焦炉煤气燃烧NOx排放情况和NOx生成机理,总结了废气循环、空气分级、燃料分级、高温贫氧、浓淡偏差燃烧、低NOx燃烧器、催化燃烧等低NOx燃烧技术的研究进展,指出实现焦炉煤气低NOx排放燃烧是以后的研究重点。低NOx燃烧技术与传统的焦炉、锅炉等燃烧方式相结合,可望实现焦炉煤气的高效、低污染排放燃烧。     

O2/CO2气氛中水蒸气预混CH4燃烧特性与烟气余热梯级利用方案

对O2/CO2气氛中甲烷预混水蒸气燃烧特性及主要污染物生成进行了数值模拟研究,在加湿燃烧的基础上提出一种全新的清洁燃烧方式,即在保证甲烷流量一定时,通过改变入口处水蒸气的质量分数,研究水蒸气预混比Rf(0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4和0.5)对燃烧流场、燃烧组分和污染物浓度的影响。结果表明,随Rf增大,燃烧反应速率上升、燃烧效率提高且污染物排放量降低。模拟所得甲烷预混水蒸气的最优气氛为81%CH4/19%H2O,提出了一种高效节能的O2/CO2气氛下水蒸气预混CH4燃烧与烟气余热梯级利用方案。     

逆向射流燃烧技术研究进展

逆向射流燃烧技术是可同时适用于燃气和燃煤领域的高效低污染燃烧技术,逆喷结构和射流流速比决定了其流场特性。笔者综述了逆向射流燃烧技术在燃气和燃煤领域的发展历史、研究现状和发展趋势。在燃气领域,逆向射流主要起稳定火焰作用,具有良好的燃料-空气混合条件,形成一个近似均匀的热流场,避免燃烧过程中出现局部热点,但目前仅为一种为燃气轮机和飞机发动机提供的探索性技术,工程应用还需克服燃料和空气在一个狭小空间里的流场合理控制以及从简化装置到工程放大等问题。在燃煤领域,对于煤粉燃烧器,逆向射流可形成一个可控组分、大小、形状和位置的回流区,且将煤粉直接送进回流区,还可控制煤粉在回流区内的停留时间,该技术与传统火焰稳定方式相比,火焰稳定能力更强、停留时间更长、污染更低,更适用于低阶煤的高效燃烧,目前,逆向射流燃烧技术耦合其他稳燃、低氮技术为煤粉高效清洁利用发展提供了新方向,且已有实际工程应用,但对于其机理研究不够深入,限制了其进一步发展与推广。对于电站锅炉,部分一次风或燃尽风逆向偏转射入炉内,可缓解四角切圆燃烧方式下炉膛出口烟气的烟速和烟温偏差,目前主要是燃尽风反切的工业应用,但如何合理控制燃尽风反切角度、反切动量以及反切层数等关键问题还需进一步研究。     

CO控制技术在延迟焦化加热炉上的应用

介绍加热炉基于CO分析的燃烧控制技术基本原理和控制过程设计,对比分析当前基于O_2分析控制燃烧技术的不足,阐述了CO控制技术在镇海炼化延迟焦化加热炉安装、过程调试以及实际应用效果。工业应用结果表明:投用基于CO控制的低氧燃烧技术后,屏蔽了加热炉本体漏风缺陷带来的负面影响,使得燃料气与氧气在接近理论配比范围内燃烧;在相同的加工负荷条件下,加热炉氧含量下降至1.0%以下,烟气中的CO含量能稳定控制在40~50μg/g,加热炉热效率从92.03%上升至93.14%,鼓风机变频从35%下降至28%,烟气中NO_x下降至30 mg/m~3以下,减少烟气排放52 000 k Nm~3/a,加热炉节能减排效果明显。     

生物质锅炉NOx控制技术研究进展

我国生物质资源丰富,种类繁多,可直接作为燃料燃烧。随着生物质发电装机容量占比逐年增加,环境保护要求逐年提高,生物质电厂烟气排放控制更加严格。生物质锅炉初始氮氧化物排放波动大,烟气中飞灰碱金属含量高,湿度大,生物质锅炉脱硝技术面临重大挑战。本文在对比分析生物质燃料燃烧和烟气排放特点的基础上,分析了目前广泛应用的传统脱硝技术以及正在不断完善的新型脱硝技术的发展现状和各自优缺点。传统脱硝技术包括低氮燃烧技术、选择性催化还原技术和选择性非催化还原技术,新型脱硝技术包括等离子脱硝技术、臭氧氧化脱硝技术、生物质活性炭脱硫脱硝技术、ZYY干法脱硫脱硝技术、低温氧化吸收协同半干法脱硝技术、液态生物钙脱硝技术和固态高分子脱硝技术等。同时对生物质锅炉脱硝技术存在的技术问题、成本问题和运行周期等进行了讨论。     

以热平衡角度浅析注汽锅炉富氧燃烧节能效率

简要介绍了富氧燃烧技术在油田注气锅炉上的应用及其制取方法;根据已知锅炉参数和燃料特性计算出正常空气和富氧空气燃烧两种情况下的助燃剂量与烟气量;从热平衡角度对富氧燃烧节能效率和燃料节约率进行了理论计算。由计算可知应用富氧燃烧后助燃剂量、烟气量、燃料消耗量、排烟热损失均有不同程度的降低;排烟热损失是影响富氧燃烧节能效率的主要因素,由此提出降低排烟热损失进而提高节能效率的措施,从而为富氧燃烧技术的应用提供参考意见。     

燃煤水泥窑炉低NOx排放控制技术研究进展

我国是水泥生产和消费大国,水泥行业已成为我国继热力发电和交通运输之后的第三大NOx排放源,是引起我国雾霾天气的主要成因之一。随着水泥工业NOx排放标准的不断提高,燃煤水泥窑炉低NOx排放控制技术的发展越来越受到重视。为清晰了解水泥行业常见低NOx排放控制技术的优化方向和新型低NOx排放控制技术的发展现状,为水泥工业实现超洁净绿色生产提供技术储备,笔者梳理总结了燃煤水泥窑炉常见低NOx排放控制技术以及新型低NOx排放控制技术。围绕燃煤水泥窑炉常见低氮脱硝技术,阐述了燃烧前、燃烧中以及燃烧后等各种低NOx排放控制技术的降氮原理、特点以及应用现状,并指出了这些技术在实际应用中面临的问题;同时介绍了燃烧前、中、后等各种低NOx排放控制技术的组合应用。重点介绍了近年来新涌现出的以两步还原法为代表且具有潜力的低氮脱硝技术,论述其降氮原理及研究发展现状,对比总结了水泥行业常见低NOx排放控制技术以及新型低NOx排放控制技术的脱硝效率、研究和应用现状。面对日益严峻的减排形式,水泥行业深度脱硝工作的开展势在必行。结合常见低NOx排放控制技术的减排原理、优势以及存在的问题,建议水泥行业可采用燃烧中与燃烧后各种低氮控制技术的组合应用方案,以此达到降本增效的目的,并具体提出了水泥行业现有生产线以及新建生产线可行的组合应用方案。考虑到各种新型低NOx排放控制技术的降氮原理和发展现状,笔者对水泥行业低氮脱硝技术未来的研究和努力方向进行展望,认为未来水泥行业低NOx排放控制技术的发展应注重提高还原氛围下的碳还原能力,以激发碳还原能力为核心进行现有技术的优化以及新技术的探索,同时应考虑到与低氮燃烧技术相匹配的精准自动化、智能化测控设备的应用,以全方位监测、反馈系统的相关指标,更好地发挥低NOx排放控制技术的降氮脱硝效果。     

玉环电厂降低NOx的排放措施

介绍了玉环电厂降低NOx排放的技术措施：PM型低NOx燃烧器、MACT燃烧系统以及SCR尾部烟气脱硝技术。玉环电厂的NOx排放量符合国际规定的最低标准,SCR烟气脱硝装置的投运,进一步减少了NOx的排放量,为中国百万机组烟气脱硝技术改造提供宝贵的经验和数据,同时也为SCR烟气脱硝技术的产业化奠定了基础。     

水泥窑烟气脱硝系统的实践

介绍了水泥窑头和窑尾烧成系统烟气脱硝的技术原理和方案。在窑头采用了一次风量<6%的低氮煤粉燃烧控制技术,在窑尾分解炉采用高强还原燃烧控制技术,以降低回转窑内热力型NOx生成量。在3000t/d水泥熟料生产线带规格φ6.1m×31mTDF分解炉实际使用显示,采用该技术方案可实现脱硝效率60%以上,降低了氨水用量和脱硝成本。