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探究循环流化床锅炉炉内低NOx排放技术研究及应用

2020-01-07 14:01:39 理论与创新 2020年22期

普磨磨

【摘? 要】随着时代的发展,我国对于生态环境的重视程度不断的增加,在我国现有的发电机组中,燃煤动能占70%以上。然而燃煤过程中,会造成极大的环境污染,严重影响着国家经济发展。为降低传统燃油过程导致的环境污染,使用循环流化床锅炉,有利于节约能源。本文简要描述了锅炉设备的应用,详细探究低NOx排放技术及应用,希翼对读者产生一定的帮助。

【关键词】循环流化床;锅炉;NOx

引言

在进行燃料燃烧过程中,由于传统燃煤手段较为落后,导致烟雾大量产生。其中,NOx在燃烧过程中,大量出现,严重影响了周围的环境。国内环保部门为了保证人和环境的安全,对于火电厂的NOx排放量进行了相关规定。当前时代研发出循环流化床锅炉,可有效取代传统燃烧锅炉,能有效降低NOx的生成,分解其存在的有害物质,在保证环境健康的同时,充分贯彻了节能减排的方针。

1.锅炉设备应用概述

循环流化床锅炉,采用的是当前工业化程度最高的液态化燃烧技术。循环流化床通常作为替代传统燃煤的新兴技术设备,主要分为DHX型流化床锅炉、SHX型流化床锅炉、QXX型流化床锅炉等,它可以通过体内热能流动,不断进行循环,实现超低温点燃和烟气脱流反应,从而做到烟气上下循环,既保证了燃烧的安全性,又降低了NOx生成量。传统形式下的锅炉通常采用单锅筒,以自然循环的方式通过竖井,完成对烟雾的清除,其结构简单,循环力较低,对环境影响较大,使用循环流化床锅炉,则可以更大程度应用能量,其组成部分较多,可以更加有效地保证热量运行,有利于节约能源,更重要的是其可以完整利用劣质燃料,有利于降低资源的浪费。

2.低NOx排放技术及应用研究

2.1低氧燃烧技术与应用

低氧燃烧技术,也就是指在使用循环流化床锅炉时,炉内空气系数与传统意义上的燃烧状态不符,通过降低空气系数,使循环流化床锅炉内各项指数低于NOx的生成条件。通过降低循环流化床锅炉内空气系数,减少NOx的生成,同时还能减少排烟造成热量消失。通过循环流化床锅炉内循环运行,保证循环流化床锅炉的使用效率。在进行低氧燃烧技术操作时,要根据实际情况进行判定当前炉内氧气存放比例,循环流化床锅炉内氧气含量过低,会造成其他污染物的生成,同样会造成严重的环境污染,在进行该项技术的应用时,要注意谨慎选择空气系数。

2.2烟气脱硝技术与应用

烟气脱硝技术,可以有效使循环流化床锅炉燃料燃烧期间,所产生的NOx低于国家标准,还可以有效降低NOx的形成。目前,烟气脱硝技术分为选择性非催化还原法和选择性催化还原法两类。选择性非催化还原法,是指使用还原剂进入循环流化床锅炉内与NOx发生反应,从而改变NOx的形成分子,将其分化为其他危险较小的污染物质或无害物质。此类脱销技术有利于进行普通锅炉改造,运行费用较低,但在无贵金属催化剂参与情况下,效率较低,极易造成NOx大量产生。并且在排放烟雾时,引起二次污染,为提高脱硝效率,使用循环流化床锅炉,可通过锅炉内多项组件,将选择性非催化还原法与其他物质混合。选择性催化还原法,是指在有贵金属还原剂参与的情况下,利用还原剂,有选择的将NOx化为无害物质。此类脱销技术,稳定性较高。在使用过程中,所造成的影响较低,降低了NOx的生成。在使用烟雾脱销技术时,普通锅炉的使用往往会造成锅炉内壁出现问题,使用循环流化床锅炉可以有效保证技术应用质量,在与其他工艺进行联合使用时,有利于保证锅炉运行稳定的情况下,抑制NOx的出现。

2.3空气分级燃烧技术与应用

空气分级燃烧技术,就是指将燃料在燃烧过程中,所需要的空气分不同阶段送入锅炉内,需要与燃烧分级燃烧技术搭配完成。使用传统的锅炉往往无法及时进行空气分子计算,使用新型循环流化床锅炉,可以根据所用燃料数量,打造缺氧富燃料的燃料形式,使燃料在燃烧过程中无法形成NOx所需成分。在燃烧后期,燃料所需空气以二次传送的形式出现,使燃料在燃烧过程中空气过剩,从而降低NOx生成,由于在燃烧过程中缺少NOx所需要的成分,从而起到抑制NOx生成的作用。在进行空气分级燃烧技术的应用时,要严格把握空气传送量,避免由于操作失误造成的NOx增加。通过循环流化床锅炉的应用,简化空气分级燃烧技术的操作步骤,提高锅炉燃烧效率。

2.4燃烧分级燃烧技术与应用

燃烧分集燃烧技术,也就是阶段燃烧型燃烧技术。通过控制燃料与空气混合燃烧,从而降低燃料燃烧中NOx的形成。燃烧分集燃烧技术的具体应用方式,就是在循环流化床锅炉燃烧过程中,将燃料放在循环流化床锅炉燃料区,在过量空气系数存在的情况下进行燃烧,在主燃区燃烧进程过半后,喷入再燃燃料。通过再次燃烧,改变其成分结构,通过重新喷入还原剂,形成新的氧化反应,将NOx进一步分解。在分解结束后, 由于循环流化床可以分解低质量的燃料,可以通过循环流化床继续燃烧剩余燃料,以此来形成燃料与空气分层燃烧,降低NOx的排放。

2.5烟气再循环燃烧技术与应用

烟气再循环燃烧技术,也就是在循环流化床锅炉使用期间,将部分低温的烟气,在与空气进行充分混合后送入锅炉内,从而降低炉内的氧分含量,使炉内的温度降低。由于NOx通常出现于高温下,在低温情况下形成率较低,使用烟雾再循环燃烧技术,可以有效抑制NOx的生成。使用循环流化床锅炉,可以使烟雾在炉内进行循环时,保证锅炉热量散发的持久性,长时间维持在同一温度,从而降低锅炉有害物质生成率。使用循环流化床锅炉,可以有效把握锅炉内温度,通过调节加速NOx的分解。另外,烟气再循环燃烧技术的应用,会导致炉膛温度和燃烧稳定性降低,对于燃料要求较高,使用循环流化床锅炉,可以充分利用低质量煤炭资源,保证资源的利用率。

2.6浓淡燃烧器燃烧技术与应用

浓淡燃烧器燃烧技术,就是在风粉管道进入循环流化床锅炉炉膛之前,设计一个直行管道,并在其中建立挡板。由于地心引力的作用,在燃烧过程中,煤末集中在管道外侧,风其中在内侧,形成有利于燃烧的富煤粉气流。此类具有高煤粉浓度的特型区域,对于煤粉的充分利用,提供了有利的条件。为防止在浓淡燃器燃烧期间,出现高温腐蚀的状况,也可在循环流化床锅炉内进行二次风偏置装置安装,由此降低NOx形成,充分利用煤粉资源,保证燃料燃烧率。

3.结论

綜上所述,NOx排放技术的应用,有助于保证环境安全,提高空气质量。使用循环流化床锅炉,可以有效降低NOx排放量,改变传统燃烧方式带来的环境污染,保证资源的利用率。使用现有的低NOx燃烧技术,一方面可以降低NOx生成,另一方面在燃烧结束后,可以通过其自身的热量,保证能源的循环利用,将烟气中已经生成的NOx,在循环过程中进行分解,从而降低NOx的排放。

参考文献

[1]洪方明.中小型循环流化床锅炉SO_2超低排放技术研究及应用[J].电力学报,2020,35(01):87-95.

[2]杨杰,关心,李阳.低氮燃烧技术在CFB锅炉超低排放改造中的应用[J].电站系统工程,2020(2):71-72.

[3]金 满,徐洪涛,鲍俊杰,等.燃尽风喷口位置对燃气锅炉NOx排放影响的模拟研究[J].建模与仿真,2020,9(4):9.

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