目前針對氮氧化物的控制技術可以分為兩種控制方法:一是控制爐內燃燒控制氮氧化物的生成;二是處理燃燒后煙氣降低氮氧化物。
低氮燃燒法控制NOx是主要是基于燃料型NOx和少量熱力型NOx的生成機理及其影響因素,采用調整燃燒參數(shù)的方法來降低NOx的排放,在實際應用過程中具有設備初投資或改造成本小、提高燃燒效率、運行費用低的特點,因而在技術可行條件下得到大規(guī)模的利用,主要包括:低NOx燃燒器、再循環(huán)煙氣技術、空氣分級燃燒技術和再燃技術。在各種技術中低NOx燃燒器技術和空氣分級燃燒技術因良好的使用效果和技術經(jīng)濟性目前在低氮改造中已經(jīng)得到廣泛的應用。
◆ 低NOx燃燒器
采用燃料及空氣分級技術,在結構上保證了燃燒空氣、燃料分布的統(tǒng)一性,使燃氣與主燃空氣充分混合、從而穩(wěn)定整個爐膛的熱通量,避免局部高溫,到達減少熱NOx的排放量、同時延長燃燒器使用壽命的目的。
低NOx燃燒器采用優(yōu)化比例調節(jié)控制系統(tǒng),利用原系統(tǒng)燃氣流量調節(jié)閥及助燃風調節(jié)風門,優(yōu)化助燃風與燃氣量配比,實現(xiàn)在線調節(jié),提高燃燒效率,同時調節(jié)火焰形狀,降低熱力型NOx的產(chǎn)生??刂葡到y(tǒng)引入相應鍋爐的DCS系統(tǒng)。
◆ 空氣分級燃燒技術
主要是通過將燃料燃燒所需的空氣分成兩股或多股送入爐膛燃燒區(qū)域,控制燃料燃燒初期燃燒強度和NOx的生成量。一般將理論空氣量的80%左右送入初期燃燒區(qū)域,通過在該區(qū)域形成相對貧氧的環(huán)境,不僅可以合理優(yōu)化燃燒初期熱負荷,甚至還可以形成還原性氣氛抑制NOx的大量生成,降低最終NOx的生成總量。并在燃燒的后期補充剩下20%的空氣進入煙氣中,完成可燃物的燃盡過程。因在該區(qū)燃燒強度已經(jīng)大大降低,即使通入適量的氧氣也不會產(chǎn)生大量的NOx。
◆ 再燃技術
是燃料分別在富燃料和貧燃料狀態(tài)下運行。在主燃燒段,主燃料在較高過量空氣中燃燒,由燃料和空氣中的氮形成NOx,由于這一燃燒段有較高的過量空氣系數(shù),其火焰峰值溫度較低,從而使熱力型NO的生成受到限制。再燃燒段的燃料又稱為再燃燃料,通常是天然氣、煤粉、油、HCN或其它碳氫化合物燃料,在主燃燒段上方噴入,形成富燃料的再燃燒段。從這一區(qū)段的再燃燃料中釋放出來的烴基與主燃燒段中形成的NOx反應,NOx被還原成N2,另外,主燃燒段里產(chǎn)生的惰性產(chǎn)物使再燃燒段的火焰峰值溫度降低,同時也降低了局部地區(qū)氧的濃度,抑制了NOx生成。后,在再燃燒段上方噴入剩余的燃燒用空氣,形成貧燃料的燃盡區(qū),從而完成燃燒全過程。
◆ 再循環(huán)煙氣技術
是在鍋爐的尾部煙道中抽取一部分低溫煙氣直接送入爐內,或與一次風、二次風混合后送入爐內,這樣既可以降低燃燒溫度,又可以降低氧氣濃度,因而可以有效降低NOx的排放濃度。
煙氣處理技術是通過在燃燒后的煙氣中噴入適當?shù)倪€原劑將NOx加以還原
◆ SNCR技術
(非選擇性催化還原技術)是將尿素或氨氣與900~1100℃左右煙氣混合發(fā)生還原反應,脫硝效率可達40~70%左右。
◆ SCR技術
選擇性催化還原技術)。將氨氣與300~400℃煙氣混合并將NOx還原。
這兩種技術與爐內燃燒法相,而后者是比具有對燃燒效率、同時脫硝效率高,其缺點是設備初投資費用和運行成本高和容易造成二次污染等問題。
SCR和SNCR這兩種技術與爐內燃燒控制法相比,具有對燃燒效率、同時脫硝效率高,其缺點是設備初投資費用和運行成本高和容易造成二次污染等問題。