爐內(nèi)脫氮

爐內(nèi)脫氮就是采用各種燃燒技術(shù)手段來控制燃燒過程中NOx的生成，又稱低NOx燃燒技術(shù)。

尾部脫氮

尾部脫氮又稱煙氣凈化技術(shù)，即把尾部煙氣中已經(jīng)生成的氮氧化物還原或吸附，從而降低NOx排放。煙氣脫氮的處理方法可分為：催化還原法、液體吸收法和吸附法三大類。

催化還原法是在催化劑作用下，利用還原劑將NOx還原為無害的N2。這種方法雖然投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，且需消耗氨和燃料，但由于對NOx效率很高，設(shè)備緊湊，故在國外得到了廣泛應(yīng)用，催化還原法可分為選擇性非催化還原法和選擇性催化還原法相比，設(shè)備簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)資金少，是一種有吸引力的技術(shù)。

液體吸收法是用水或者其他溶液吸收煙氣中的NOx。該法工藝簡單，能夠以硝酸鹽等形式回收N進(jìn)行綜合利用，但是吸收效率不高。

吸附法是用吸附劑對煙氣中的NOx進(jìn)行吸附，然后在一定條件下使被吸附的NOx脫附回收，同時吸附劑再生。此法的NOx脫除率非常高，并且能回收利用。但一次性投資很高。

技術(shù)比較：爐內(nèi)脫氮與尾部脫氮相比，具有應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)有效等優(yōu)點(diǎn)。各種低NOx燃燒技術(shù)是降低燃煤鍋爐NOx排放最主要也是比較成熟的技術(shù)措施。一般情況下，這些措施最多能達(dá)到50%的脫除率。當(dāng)要進(jìn)一步提高脫除率時，就要考慮采用尾部煙氣脫氮的技術(shù)措施，SCR和SNCR法能大幅度地把NOx排放量降低到200mg/m，但它的設(shè)備昂貴、運(yùn)行費(fèi)用很高。

各爐內(nèi)脫氮技術(shù)又以燃料分級效率較高。燃料再燃技術(shù)是有效的降低NOx排放的措施，早在1980年日本的三菱公司就將天然氣再燃技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際鍋爐，NOx排放減少50%以上。美國能源部的“潔凈煤技術(shù)”計(jì)劃也包括再燃技術(shù)，其示范項(xiàng)目分別采用煤或天然氣作為再燃燃料，NOx排放減少30%到70%。在日本、美國、歐洲再燃技術(shù)大量應(yīng)用于新建電站鍋爐和已有電站鍋爐的改造，在商業(yè)運(yùn)行中取得良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。在我國燃料再燃燒技術(shù)研究和應(yīng)用起步較晚，主要是因?yàn)槲覈^去對環(huán)保的要求較低，另一方面則是出于技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的考慮。進(jìn)入90年代，我國嚴(yán)重缺電局面開始緩和，大氣污染日益嚴(yán)重，1994年全國85個大中城市中NOx超標(biāo)的城市就有30個，占35%。1998年對全國322個省控城市量監(jiān)測結(jié)果分析，NOx年日平均值范圍在0.006一0.152mg/m3，全國平均為0.037mg/m3，治理大氣污染成為十分迫切的任務(wù)。隨著環(huán)保要求的不斷提高，研究適應(yīng)我國國情的低成本的再燃低NOx燃燒技術(shù)具有良好的前景。

分級燃燒

抑制NOx 的生成可采取的措施有：

1.降低鍋爐峰值溫度，將燃燒區(qū)的煤粉量降低。

2.降低氧濃度（即降低過量空氣系數(shù)），將部分二次風(fēng)管堵住。

3.由于要保證鍋爐的出力，可將部分煤粉和空氣從鍋爐上部投入，這樣就控制了燃燒火焰中心區(qū)域助燃空氣的數(shù)量，縮短燃燒產(chǎn)物在高溫火焰區(qū)的停留時間，避免了高溫和高氧濃度的同時存在。

4．在爐膛中設(shè)立再燃區(qū)，利用在主燃區(qū)中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm等，將NO的還原成N2。

將80%～85%的燃料送入主燃區(qū)，燃料在主燃區(qū)燃燒生成NOx ，15%～20%的燃料送入再燃區(qū)，再燃區(qū)過量空氣系數(shù)小于1.0(α<1.0)，具有很強(qiáng)的還原性氣氛，在主燃區(qū)生成的NOx被還原；再燃區(qū)不僅能夠還原已經(jīng)生成的NOx，而且還抑制了新的NOx生成；在燃盡區(qū)供給一定量的空氣（稱為燃盡風(fēng)），保證從再燃區(qū)出來的未完全燃燒產(chǎn)物燃盡。根據(jù)超細(xì)煤粉再燃低NOx燃燒技術(shù)原理和前期的研究結(jié)果，將整個爐膛燃燒區(qū)劃分為主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。各區(qū)域出口過量空氣系數(shù)目標(biāo)值為：主燃區(qū)出口α=0.9～1.0，再燃區(qū)出口α=0.8～0.9，燃盡區(qū)出口α=1.167。鍋爐主、再燃區(qū)均以鍋爐實(shí)際燃用煤為燃料，主燃區(qū)燃燒80%～90%的濃煤粉，再燃區(qū)噴入10%～20%的超細(xì)化煤粉作為再燃燃料。

超細(xì)煤粉是指粒徑小于43μm的煤粉，根據(jù)有關(guān)研究,這個尺度的煤粉有與霧化燃油相同的燃燒特性。在工程應(yīng)用中，可以用濃淡分離器從常規(guī)煤粉中分離。

技術(shù)特點(diǎn)：

1.低負(fù)荷

優(yōu)異的低負(fù)荷不投油穩(wěn)燃能力，該設(shè)計(jì)的理念之一是建立煤粉早期濃縮著火，為此公司開發(fā)了高效濃淡分離裝置、兩層濃濃、淡淡一次風(fēng)合用一層一次風(fēng)室，中間完全分隔的一次風(fēng)煤粉燃燒器、周界齒形的煤粉燃燒噴嘴，同時一次風(fēng)煤粉反切射流技術(shù)，極大地提高鍋爐的不投油低負(fù)荷穩(wěn)燃能力。根據(jù)設(shè)計(jì)和校核煤種的著火特性，選用合適的煤粉濃縮比、煤粉噴嘴、和濃一次風(fēng)反切角度，在煤種允許的變化范圍內(nèi)確保煤粉及時著火穩(wěn)燃，并且燃燒器狀態(tài)良好。

2.煤粉

優(yōu)異的煤粉高效燃盡、防結(jié)渣及高溫腐蝕的特性。首先，高濃度煤粉的早期著火提高了燃燒效率；同時通過在爐膛的不同高度布置底部二次風(fēng)、偏置二次風(fēng)、上部OFA 和空間分離的S-OFA，將爐膛分成三個相對獨(dú)立的部分：燃燒區(qū)，NOx還原區(qū)和燃盡區(qū)。在每個區(qū)域合理的控制各自的過量空氣系數(shù)，這種改進(jìn)的空氣分級方法通過優(yōu)化每個區(qū)域的過量空氣系數(shù)，在有效降低NOx 排放的同時能最大限度地提高燃燒效率；第三，通過燃燒器區(qū)域的剛性偏置二次風(fēng)，在爐膛壁面附近形成低煤粉濃度的氧化區(qū)，避免了爐膛結(jié)渣和高溫腐蝕的發(fā)生。第四，本技術(shù)將煤粉濃淡分離，所有濃一次風(fēng)煤粉都布置在了燃燒區(qū)域下部，相當(dāng)于提高了煤粉燃盡高度及NOx還原高度，有利于提高鍋爐燃燒效率及降低NOx的排放水平。

3.NOx燃燒

超低的NOx燃燒排放特性，分級燃燒技術(shù)的最突出特點(diǎn)是超低NOx燃燒特性，在保證穩(wěn)燃高效的前提下，通過采用高效濃淡分離技術(shù)、空間燃燒分級技術(shù)、一次風(fēng)逆向射流等手段不僅保證煤粉早著火，穩(wěn)定燃燒，通過采用上下、左右可調(diào)燃盡風(fēng)噴口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)按需供風(fēng)和降低爐膛出口煙溫偏差，更重要的是實(shí)現(xiàn)了鍋爐超低NOx的燃燒排放。

4.小油點(diǎn)

優(yōu)異的小油點(diǎn)火穩(wěn)燃能力，該設(shè)計(jì)采用公司經(jīng)過了大量工業(yè)應(yīng)用的煤粉氣化小油燃燒點(diǎn)火技術(shù)，在第一層的濃、淡一次風(fēng)的煤粉燃燒器中布置了小油點(diǎn)火裝置，可以在鍋爐冷態(tài)以及熱態(tài)啟動時完全不投入大油槍，極大地降低了鍋爐的啟動和在更低負(fù)荷下的穩(wěn)燃油耗。

5.分離燃盡風(fēng)SOAF

分離燃盡風(fēng)SOAF還具有較好的降低爐膛出口煙溫偏差特性，采用空間空氣的分級燃燒技術(shù)不僅是降低NOx排放、提高煤粉燃盡率的重要手段，同時采用對SOFA的水平擺動調(diào)整，更有助于降低爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差而導(dǎo)致的過熱器及再熱器壁溫偏差的作用