燃气锅炉超低氮排放改造原理及技术
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1.1 背景近年来,环保要求日益提高,燃气锅炉低氮改造成为当前工业领域的热门话题。
燃气锅炉排放氮氧化物减排技术研究燃气锅炉作为一种主要的工业供暖和生活热水设备,在使用过程中会产生大量的氮氧化物排放。
这些排放物对空气质量和人类健康造成了很大的威胁。
因此,燃气锅炉排放氮氧化物减排技术研究成为了当前环保领域的热门问题。
一、氮氧化物的减排技术氮氧化物是指NO和NO2这两种气体的混合物,简称为NOx。
NOx的排放是燃烧过程中的一种副产品,因此想要减少排放就要从燃烧角度入手。
常见的减排技术包括三种:SNCR技术、SCR技术以及低氮燃烧技术。
SNCR技术是选择性非催化还原技术的简称,其主要原理是在燃烧过程中添加适量的氨水或尿素等还原剂,使NOx在高温下发生化学反应,还原成无害物质N2和H2O等。
SNCR技术的优点是投资成本低,但是需要不断调整剂量和进料比例,而且出口NOx的控制效果受到燃烧工况的影响。
SCR技术是选择性催化还原技术的简称,它主要是通过将NH3或者尿素气体通过催化剂,使NOx脱氮成水和氮气,来达到降低NOx排放的目的。
SCR技术的优点是技术成熟,出口NOx低,但需要在脱硝催化剂的使用和选择、运行条件和催化剂的耐久性方面进行进一步优化。
低氮燃烧技术则是通过改变燃料、调整燃烧参数等手段,在燃烧过程中降低NOx的生成。
低氮燃烧技术的优点是对于新安装的锅炉不需要增设任何设备,但是对于已经运行的锅炉需要大量的改造和投入。
二、氮氧化物的排放控制重点在实际的烟气排放过程中,需要特别关注锅炉的运行状态,减少NOx的生成。
NOx的排放受到锅炉的点火条件、燃烧温度、氧气同步调节、颗粒物的控制等诸多因素的影响。
因此,在减排过程中需要特别关注的重点包括点火时的燃气量和空气量调节、燃烧过程中的空气量、二次风调节、颗粒物的控制等方面。
同时,在锅炉的日常运营中,还需要对锅炉进行定期的检查和维护,确保炉内的清洁燃烧,减少NOx的生成。
三、结论燃气锅炉是每家每户都需要使用的设备,但是排放的污染物却给环境和人类带来了很大的威胁。
低氮燃烧改造方案引言随着环境保护意识的逐渐增强和环保政策的出台,低氮燃烧技术在工业和能源领域的应用越来越广泛。
本文将介绍低氮燃烧的概念和原理,并提出一种低氮燃烧改造方案,以减少燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)排放。
低氮燃烧的原理低氮燃烧是一种通过优化燃烧过程,减少氮氧化物排放的技术。
通常情况下,燃料中的氮在高温下与氧气反应生成氮氧化物。
因此,要降低氮氧化物排放,就需要控制燃烧过程中的高温和氧气供应。
为了实现低氮燃烧,可以采取以下措施:1.使用低氮燃料:选择低氮燃料,如天然气、液化石油气等,可以减少燃料中的氮含量,从而减少氮氧化物的生成。
2.调整燃烧器结构:通过改变燃烧器的结构,使得燃料与空气更加均匀地混合,从而减少局部高温区域的形成。
3.控制燃烧过程中的氧气供应:通过调整燃烧过程中的氧气供应量,可以控制燃烧温度,从而降低氮氧化物的产生。
低氮燃烧改造方案在现有工业和能源设备中,如锅炉、燃气轮机等,采用低氮燃烧技术可以有效降低氮氧化物排放。
下面将提出一种针对锅炉的低氮燃烧改造方案:1.安装低氮燃烧器:将传统燃烧器更换为低氮燃烧器,低氮燃烧器采用先进的燃烧技术,能够有效控制燃料与空气的混合,降低高温区域的形成,减少氮氧化物的生成。
2.喷枪调优:通过调整燃烧过程中的燃料喷射方式和角度,使得燃料更加均匀地分布在炉膛中,避免燃料过多集中在局部区域,从而降低局部高温区域的形成。
3.进行燃烧过程优化:通过监测燃烧过程中的各项参数,如燃烧温度、燃烧效率等,及时调整氧气供应量,确保燃料的充分燃烧,同时控制燃烧温度在合理范围内,以减少氮氧化物的产生。
改造效果评估为了评估低氮燃烧改造方案的效果,可以对改造后的锅炉进行氮氧化物排放测量,并与改造前的数据进行对比。
另外,还可以进行燃烧效率、燃料消耗量等方面的测量,以评估低氮燃烧对锅炉性能的影响。
通过改造后的测试数据分析,可以评估低氮燃烧改造方案的效果,判断是否达到减少氮氧化物排放的目标,以及对锅炉性能的影响。
近年来,国家大力推进清洁空气计划,天然气作为清洁能源也就越来越多被使用,然而天然气的使用会造成了一定的氮氧化物污染,为了抑制氮氧化物的排放,北京早于2016年7月就出台了新的燃气锅炉排放新标准,规定全市在用的燃气锅炉氮氧化物排放应低于80毫克/立方米,新建的燃气锅炉则要低于30毫克/立方米。
随着标准的制定推出,锅炉改造也迫在眉睫。
那锅炉低氮改造是什么呢?想必有些人员也不是特别的清楚,今天,就这个问题给大家分享一下,以便大家进行了解。
其实锅炉低氮改造就是烟气再循环技术是通过将部分锅炉排烟重新引入炉膛,并同大然气、空气混合进行燃烧的一种降低氮氧化物的技术。
运用烟气再循环技术,锅炉内部核心区的燃烧温度降低,过量空气系数保持不变,在锅炉效率不降低的情况下,抑制了氮氧化物的生成,达到降低氮氧化物排放的目的。
为保证燃料完全燃烧,通常在保证燃烧所需的理论空气量外,还需要供给一定比例的过量空气,在保证燃烧热效率的前提下取较小的过量空气系数,以尽量降低烟气中氧气浓度,将能有效抑制NOx的生成。
当锅炉高负荷运行时,通常增加鼓风机风量使炉温升高,此时过量空气系数往往较大,炉温很高,生成的NOx量很多。
低氮锅炉在高负荷状态下平稳运行,同时控制炉膛温度,可有效抑制NOx的生成。
NOx氮氧化物是由于助燃空气中的N2在高温作用下氧化而生成,低氮改造可有效控制燃烧温度在1000度以下,再辅以分级燃烧、烟气内循环等技术,使得NOx氮氧化物的浓度大大降低。
燃气锅炉的关键部件是燃烧器,不稳定燃烧器循环效果差,不利于控制火焰温度,易造成锅炉热效率流失。
为客户配用原装进口燃烧器,质量可靠,运行稳定,做到在燃烧过程中吸入炉膛的燃烧气体以参与再循环,降低燃烧区域的氧气浓度,以降低火焰温度,达到减少氮氧化物量的目的。
其改造的主要意义在于:1.有利于提高我国工业领域实际污染物的控制效果且能够让企业争相树立正确的环保观念,也能促进我国环保事业的发展。
燃气锅炉低氮改造是我国工业锅炉行业发展的一个新发展方向,为了减少燃气锅炉废气中的氮排放,许多用户选择进行低氮改造。
本篇文章就为您简单介绍一下燃气锅炉低氮改造的标准、技术方案和费用。
一、燃气锅炉低氮改造的标准由于国家对于各地的锅炉低氮改造没有统一的标准,导致各地施行的低氮改造标准不同,大致分为30mg/m3和50 mg/m3两种。
1、京津冀地区,西安、太原、成都、长沙等几个省会城市:30mg/m3;2、江浙沪皖等南方地区,山西、河南,济南:50mg/m3。
为了避免因二次低氮改造造成不必要的浪费,建议不管当地是否出台政策,新上锅炉或者低氮改造锅炉都按照30mg/m3标准进行。
二、燃气锅炉低氮改造方案:燃气锅炉低氮改造主要通过配置低氮燃烧器和加大锅炉的炉膛尺寸来实现。
为了帮助企业节约成本,配置合适的低氮燃烧器分级燃烧技术+烟气内循环技术可以实现低氮改造,将其排放量控制在小于30mg/m³。
目前燃气锅炉的低氮改造方案有以下两种:1、FGR技术,即自身再循环燃烧器,对于天燃气锅炉来说目前主流成熟低氮排放技术就是分级燃烧加烟气再循环法。
采用FGR低氮燃烧技术,针对使用锅炉进行改造升级,采用超低氮燃烧机,将新进炉的冷空气过量系数降到尽可能低的水平,最终达到减少排烟热损失,降低排烟NOx含量的节能减排效果。
FGR低氮燃烧技术是一种利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。
由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。
另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。
2、全预混燃烧,全预混燃烧也可实现低氮排放,但是运行中问题较多,经常出现金属编制燃烧网堵塞导致燃烧问题,无法长期稳定运行,北京质监局已作出安全风险提示(见下图)三、燃气锅炉改造费用在各大生产性企业中,2吨、4吨、6吨、10吨、15吨、20吨燃气锅炉是比较常见的几种类型了,这些燃气锅炉的低氮改造费用往往受低氮燃烧器的选择影响较大。
锅炉低氮燃烧的原理锅炉低氮燃烧是指采用高效的燃烧技术和处理技术,降低锅炉燃烧产生的氮氧化物(NOx)排放量的一种技术。
锅炉低氮燃烧对于我国的环境保护和能源节约都具有重要意义。
本文将详细介绍锅炉低氮燃烧的原理。
首先,了解锅炉燃烧过程中产生NOx的原因是很重要的。
NOx主要由两种氮氧化物组成,分别为一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),它们是燃料中的氮和空气中的氧在高温下反应产生的。
为了降低NOx的排放,可以从以下方面入手:1. 降低燃料中氮的含量。
选择较低含氮的燃料,如天然气等,可以有效降低NOx的排放。
2. 降低燃烧温度。
低温燃烧可以抑制氮氧化物的生成,因为低温燃烧时燃烧反应速率变慢,反应时间变长,使得NO和NO2的生成变得困难。
3. 降低燃料中氧的含量。
燃料中的氧含量越高,氮气和氧气相遇的概率就越高,从而有利于NOx的生成。
因此,在燃烧过程中,通过控制燃料和空气的混合比例,可以有效降低NOx的生成。
根据以上原理,我们可以看出,锅炉低氮燃烧的核心在于控制燃料和空气的混合比例和燃烧温度。
燃烧器是锅炉燃烧的核心组件。
在低氮燃烧过程中,需要选择能够适应不同燃料的燃烧器,如涡流燃烧器、分级燃烧器、逆流燃烧器等。
这些燃烧器的共同特点是能够实现燃油和空气的均匀混合,并通过各种技术手段控制燃烧温度。
在燃烧过程中,我们可以采用多种技术手段来控制燃油和空气的混合比例和燃烧温度:1. 分级燃烧:将燃料和空气分别送入燃烧器的不同区域,从而控制燃料和空气的混合比例和燃烧温度。
在燃料的高温区域内,燃料和空气进行快速燃烧,而在较低温区域内,进行深度燃烧和氮氧化物的还原。
2. 涡流燃烧:通过在燃烧室内形成旋涡,实现燃油和空气充分混合,从而控制燃料和空气的混合比例。
涡流燃烧可以使得燃烧温度更均匀,降低氮氧化物的生成。
3. 逆流燃烧:在燃烧室中设置滑板,实现燃料和空气的逆流混合。
逆流燃烧可以降低燃烧温度,还原NOx。
低氮燃烧需要实现燃烧过程中燃料和空气的均匀混合和燃烧温度的控制。
低氮燃烧技术在燃气锅炉中的应用摘要:本文阐述了氮氧化物(NOx)的生成机理及抑制技术,并对燃气锅炉中常用的低氮燃烧技术进行了介绍,展望了低氮燃烧技术在我国的发展前景。
关键词:煤改气;NOx排放;过量空气系数;烟气再循环(超)低氮燃烧器1.前言1.1氮氧化物的危害及治理的必要性天然气作为一种洁净燃料,含硫量和含氮量比煤低得多,燃烧后产生的烟气几乎无烟尘。
因此,在国家和各级政府实施的“碧水蓝天工程”中,要求燃煤锅炉逐步改为天然气锅炉,特别是在一些大中城市强制实施改造。
随着燃油燃气锅炉的广泛使用,一个以前没被注重的污染源——氮氧化物的污染将会变得越来越严重,对此不能不引起足够的重视。
氮氧化物的危害性(例如:对臭氧层的破坏、对动物和人体的伤害、导致光化学烟雾及酸雨等)早已被国内外科学家所证实。
我国很多大城市受雾霾天气的肆虐使得人们对燃气锅炉运行时排放的氮氧化物(NOx)含量也越来越关注。
2.氮氧化物(NOx)的生成机理及抑制措施2.1氮氧化物(NOx)的生成机理在大气中存在的氮氧化物有NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等;在煤、石油、天然气等燃料的燃烧时产生的氮氧化物有NO、NO2等,通常把二者统称为氮氧化物(NOx)。
理论上,燃气锅炉NOx有三种不同的生成机理:热力型NOx由燃烧空气中的N2在高温下氧化而成;燃料型NOx由燃料中的氮元素转换而成;快速型NOx由空气中的N2和碳氢原子团(如:CH、HCN)反应生成,一般生成量很小(可忽略不计)。
影响热力型NOx生成的原因主要有三个:(1)燃烧温度(2)在燃烧区域的氧化浓度(3)燃烧气体在高温区的滞留时间上述三个因素对NOx生成量的影响见图1、图2、图3。
由图1可知,随着燃烧温度的上升,NOx的生成量呈数量级上升;由图2可知,随着过量空气系数增大(即氧气浓度增加时),NOx的生成量急剧上升;由图3可知,随着燃烧气体在高温区域的滞留时间增加,NOx的生成量随之增加;显然,燃料NOx的生成量与燃烧中所含氮化合物的多少有直接关系。
工业燃气锅炉低氮排放技术路线新的锅炉大气污染物排放标准以氮氧化物控制为重点,提升了氮氧化物的排放要求,现有燃油、燃气锅炉需要进行低氮改造,改造路径有:燃烧前:使用优质燃料,减少燃料中的含氮量;(推荐)。
燃烧中:使用低氮燃烧技术,控制燃烧温度、氧量与时间,主要方法包括纯氧燃烧,控温技术(空气分级、燃料分级、分散燃烧、烟气内循环、烟气外循环、空冷、水冷等);(推荐)。
燃烧后:在烟气排放后增加处理装置,如尾部烟气脱硝技术(SNCR,SCR),AO干法脱硫脱硝协同技术,生物质藻类捕获技术等。
氮氧化物怎么来?锅炉是利用燃料化学能或其他能源的热能,把水或其他工质加热到一定参数的热能转换设备。
锅炉的分类有很多,根据工质、燃料、出口介质、本体结构、水循环、额定压力、出厂形式等等,在《锅炉大气污染物排放标准》中,以燃料分类:燃油锅炉、燃气锅炉和燃煤锅炉划分。
锅炉的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等。
其中N Ox(氮氧化物)是造成城市中雾霾与臭氧的污染物中最重要的元凶之一,氮氧化物包括NO,NO2,N2O、N2O3,N2O4,N2O5等,但在燃烧过程中生成的氮氧化物,几乎全是NO和NO2。
煤炭、天然气、重油等天然矿物燃料在燃烧过程生成的氮氧化物中,NO占90%左右,其余为NO2。
锅炉污染排放中,氮氧化物污染产生的方式有三种:燃料型、热力型和快速型。
燃料型NOx:生物质及煤等燃料本身含有氮元素,而这些氮元素在燃烧的过程中会从燃料中析出,在锅炉内经过一系列的氧化反应,生成NOx。
由于天燃气中基本不含固定氮,在燃烧天然气的锅炉中,燃料型NOx可忽略不计。
去除燃料型NOx可以采用炉内脱硝,或者尾气脱硝方式解决。
热力型NOx:热力型NOx是燃烧时空气中的氮(N2)和氧(O2)在高温下生成氮氧化物。
影响热力型NOx的最主要因素是燃烧温度,从氮(N2)和氧(O2)的反应式中可以看出一些端倪:平衡常数Kp是生成物(NO)与反应物(N2与O2)的浓度(方程式系数幂次方)乘积比,Kp数值越大,则代表在其他条件不变的情况下,NO的生成量越高。
燃气锅炉低氮改造技术及常见问题分析发布时间:2021-05-28T14:43:16.387Z 来源:《基层建设》2020年第30期作者:岳坤[导读] 摘要:锅炉的污染物中,氮氧化物排放量对大气的影响最大。
乌鲁木齐热力工程设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830001摘要:锅炉的污染物中,氮氧化物排放量对大气的影响最大。
也因此,国家及地方性锅炉污染物排放标准对该指标的控制最为严格。
当锅炉燃烧器燃烧后的废气排放无法满足国家制定的污染物排放最新标准就需要进行低氮燃烧改造。
目前主要是燃气锅炉燃烧器改造,燃气锅炉低氮改造技术应用时间较短,众多应用技术的适用范围和工程经验都在摸索、优化中,面对国内纷繁复杂的应用环境,进行低氮改造的锅炉房难免出现多种问题。
关键词:燃气锅炉;低氮改造;存在问题;1 燃气锅炉改造技术现有燃气锅炉低氮排放改造方式包括更换低氮燃烧器或整体更换锅炉,其中更换低氮燃烧器指采用全预混燃烧器或者采用分级燃烧加烟气再循环装置。
使用单位要根据炉膛、锅炉蒸吨和安全质量等情况选择合适改造方式,20蒸吨/小时以上燃气锅炉不建议采用全预混燃烧器。
基本技术路线:一是保留原有锅炉本体,只更换低氮燃烧器;二是锅炉与燃烧器进行整体更新。
鉴于老旧燃烧器的燃烧结构不能与低氮燃烧技术相匹配,通常,不建议再利用燃烧机自身结构进行改造。
承压锅炉低氮改造一般优先选择分级燃烧结合烟气再循环(简称FGR)相结合的燃烧器。
1.1 更换燃烧器对于投入使用时间较短,经过检查锅炉的受热面积满足只更换燃烧器的改造要求的,锅炉可只更换燃烧器。
以某宾馆蒸汽锅炉为例,更换燃烧器首先要考虑的是燃烧器的型号,首先测量锅炉的受热面就是测量炉膛直径和深度,看燃烧器的型号是否与锅炉相匹配,再了解锅炉的背压,以便确定选择哪种燃烧技术。
为了选择合适的锅炉燃烧器,我们对市场的燃烧器进行了调查。
对于蒸汽锅炉可以优先选择分级燃烧与烟气循环相结合的燃烧器。
更换后的新型低氮燃烧器采用电子比例调节控制的,以使风气更加精准并且可以提高燃烧效率,这样既可以降低NOx的排放量,也可降低改造成本。
燃气锅炉低氮排放技术改造实践发布时间:2021-01-15T14:15:05.640Z 来源:《基层建设》2020年第25期作者:常振楠[导读] 摘要:根据国家《大气污染防治行动计划》、《锅炉大气污染物排放标准》新的要求,从2020年1月1日起,所有燃气锅炉氮氧化物排放水平应控制在50mg/m3以内,为响应政府号召,根据某大楼实际情况,对大楼使用的4台燃气锅炉进行低氮排放改造,选择了加装烟气循环FGR系统,以减低氮氧化合物的排放,经过一段时间运行,第3方检测,达到了国家规定的锅炉氮氧化物排放水平应控制在50mg/m3以内。
陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂陕西宝鸡 721013摘要:根据国家《大气污染防治行动计划》、《锅炉大气污染物排放标准》新的要求,从2020年1月1日起,所有燃气锅炉氮氧化物排放水平应控制在50mg/m3以内,为响应政府号召,根据某大楼实际情况,对大楼使用的4台燃气锅炉进行低氮排放改造,选择了加装烟气循环FGR系统,以减低氮氧化合物的排放,经过一段时间运行,第3方检测,达到了国家规定的锅炉氮氧化物排放水平应控制在50mg/m3以内。
关键词:锅炉燃烧器;低氮排放;技术改造引言一、氮氧化物的危害空气中的氮氧化物随人体呼吸而进入呼吸道、肺部,因属酸性气体,依照化学特性,会对人体的呼吸道、肺部造成伤害,从而驱赶血红蛋白中的氧气并代替其位置,造成人体免疫力下降,甚至诱发疾病,年龄幼小,身体自身正在生长发育,吸入的氮氧化物将破坏肺部发育。
环境空气中的氮氧化物主要为NO、NO2,在空气中的雾滴、氧气的作用下,引发光化学烟雾和酸雨,给建筑物、设备设施造成腐蚀。
二、工艺改造方案1.改造方案分析燃气锅炉由于天然气的理化特性导致其主要的污染物为氮氧化物。
主要通过改进燃烧技术来降低燃烧过程中NOx的生成与排放,其主要途径有:降低燃料周围的氧浓度,减小炉内过剩空气系数,降低炉内空气总量,或减小一次风量及挥发分燃尽前燃料与二次风的混和,降低着火区段的氧浓度;在氧浓度较低的条件下,维持足够的停留时间,抑制燃料中的氮生成NOx,同时还原分解已生成的NOx;在空气过剩的条件下,降低燃烧温度,减少热力型NOx的生成。
一、氮氧化物来源
烟囱排放的氮氧化物由约95~97%的NO和3~5%的NO2所组成。
由于空气本身氮的重量占四分之三以上,所以空气辅助燃烧是形成NOx的最基本因素。
燃气锅炉NOx有三种不同的生成机理,其中热力型NOx由燃烧空气中的N2在高温下氧化而成,是目前大气污染中氮氧化物的主要来源。
二、我国氮氧化物排放标准
遵循最严格的北京地区新标。
2017年4月1日起,北京《DB11 139-2015锅炉大气污染物排放标准》开始执行国内极严的排放标准,在用锅炉:≤80 mg/m³新建锅炉:≤30 mg/m³
三、低氮燃烧技术
低氮锅炉是在普通锅炉的基础上升级而成,与传统锅炉相比,低氮锅炉主要采用各种燃烧优化控制技术,降低燃烧温度,从而降低NOx排放,轻松实现NOx 排放小于80mg/m3,甚至有些低氮锅炉NOx排放可低至30mg/m3。
北京医药研究所4吨低氮燃气蒸汽锅炉运行现场
1、大炉膛设计,通过设计科学合理的炉膛尺寸,充分燃烧,降低中心火焰温度,减少氮氧化物的排放。
2、低氮燃烧器+FGR烟气再循环技术,将锅炉尾部的烟气,经烟气管道吸入到燃烧机进风口,混入助燃空气后进入炉膛再循环。
从而降低燃烧区域的温度,同时降低燃烧区域氧的浓度,最终降低热力型NOx的生成量,达到锅炉尾部烟气中的氮氧化物排放低于30mg/m3。
陕西食品厂10吨低氮燃气蒸汽锅炉
研发团队不断探索与实践,将超低氮燃烧技术与WNS型锅炉制造技术相结合,大炉膛设计加FGR烟气再循环技术,NOX排放可达到26mg/m³,满足并高于国家环保要求。
水冷全预混全冷凝超低氮介绍在现代工业中,燃气锅炉的应用十分广泛。
对于冷凝式锅炉而言,利用烟气中的水蒸气进行再循环,可以大大提高锅炉的热效率,是目前较为先进的技术。
然而,锅炉运行中产生的氮氧化物排放也是不可忽视的环保问题。
因此,水冷全预混全冷凝超低氮技术的应用逐渐受到人们的关注。
技术原理水冷全预混全冷凝超低氮技术主要包括三个部分:水冷壁、全预混和全冷凝。
1.水冷壁传统的燃气锅炉使用的是空气预热器,而水冷壁则代替了空气预热器的作用。
水冷壁是由一些平行的管道组成,这些管道通过循环的水流来降低烟气温度,从而实现对物料的冷却。
2.全预混在燃气和空气燃烧前,将二者充分混合,可以有效减少氮氧化物的产生。
在全预混的过程中,要控制好燃料和空气的比例,避免燃料燃烧不完全。
全预混技术可以大大降低燃烧室内的温度,从而减少氮氧化物的形成。
3.全冷凝将锅炉烟气中的水蒸气冷却到露点以下,可以使水蒸气凝结成水。
全冷凝技术可以使烟气中的水蒸气得到充分利用,从而提高锅炉的热效率,减少烟气排放。
技术优势水冷全预混全冷凝超低氮技术可以解决环保问题和提高锅炉热效率的问题。
具体来说,它有以下几个优势:1.超低氮排放全预混技术可以使燃料在燃烧时充分燃烧,减少氮氧化物的排放。
而全冷凝技术可以减少锅炉烟气中的水蒸气排放,从而减少氮氧化物的生成。
因此,水冷全预混全冷凝超低氮技术可以实现较低的氮氧化物排放。
2.提高热效率全预混技术可以使燃料和空气充分混合,提高燃烧效率,从而提高锅炉的热效率。
另外,全冷凝技术可以利用烟气中的水蒸气进行再循环,从而进一步提高锅炉的热效率。
3.节约能源水冷全预混全冷凝超低氮技术可以利用烟气中的水蒸气进行再循环,从而实现能量的回收和利用,从而节约能源。
应用前景随着环保要求的不断提高,水冷全预混全冷凝超低氮技术的应用前景也越来越广阔。
目前,在一些重点行业和地区,该技术已经被广泛应用,取得了较好的效果。
预计随着技术的不断进步和市场的不断需求,该技术的应用范围将进一步扩大。
低氮部分:一、具体改造方案:1)下一次风煤粉燃烧器采用双通道水平浓淡煤粉燃烧器,上一次风采用水平浓淡煤粉燃烧器,并采用喷口强化燃烧措施,有效的降低NOx排放量,保证高效燃烧,降低飞灰可燃物含量。
2)高浓缩效率、低阻力新型煤粉燃烧器,确保煤粉及时着火,加强燃尽效果;3)中二次风喷口面积缩小,中二次风采用延迟混合型一、二次风的偏置二次风设计,确保NOx大幅度减排;4)减少主燃烧器区域的上、下二次风喷口面积;5)在主燃烧器上方3650 mm左右设计SOFA燃尽风,采用分级送入的高位分离燃尽风系统,燃尽风切入炉内方向与主燃烧器气流切入方向相反,燃尽风喷口能够水平方向摆动,有效控制汽温及其偏差。
并在燃尽区对(在主燃区)未燃尽的碳进行燃尽。
二、总的技术原理:空气分级燃烧是目前使用最为普遍的低NOx燃烧技术之一。
空气分级燃烧的基本原理为:将燃烧所需的空气量分成两级送入炉膛,使主燃烧区内过量空气系数在0.8 ~0.85,燃料先在富燃料条件下燃烧,使得燃烧速度和温度降低,延迟了燃烧过程,在还原性气氛中大量含氮基团与NOx反应,提高了NOx向N2的转化率,降低了NOx在这一区域的生成量。
将燃烧所需其余空气通过布置在主燃烧器上方的燃尽风喷口(SOFA)送入炉膛,在供入燃尽风以后,成为富氧燃烧区。
此时空气量虽多,但因火焰温度低,且煤中析出的大部分含氮基团在主燃区已反应完成,最终NOx生成量不大。
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最终炉内垂直空气分级燃烧可使NOx生成量降低20~30%。
在采用深度空气分级燃烧时,由于在主燃烧区过量空气系数比1小很多,燃烧是在比理论空气量低很多的情况下进行的,虽然有利于抑制NOx的生成,但产生大量不完全燃烧产物,导致燃烧效率降低并容易引起结渣和受热面腐蚀。
因此,必须正确组织合理的空气分级燃烧,在保证降低NOx排放同时充分考虑锅炉运行的经济性和安全可靠性。
低氮冷凝燃气锅炉工作原理
低氮冷凝燃气锅炉是一种采用低氮燃烧技术和冷凝技术的锅炉,其工作原理如下:
1. 供气系统:低氮冷凝燃气锅炉采用燃气作为燃料,通过燃气管道供气到燃烧器。
2. 燃烧系统:燃烧器采用低氮燃烧技术,通过给燃气和空气提供适宜的混合比例和适宜的燃烧条件,达到低氮排放标准。
燃烧过程产生的热量转移到锅炉内部。
3. 热交换系统:燃烧产生的烟气进入烟管,通过烟气和水之间的热量交换,将烟气中的热量传递给水。
烟气在烟管中被冷却,烟气中的水蒸气凝结成液态水,释放出额外的热量,实现冷凝效果。
4. 排放系统:经过烟气冷凝后,烟气中的水蒸气凝结为水,燃烧产生的其他废气含有极少量的氮氧化物和其他气体,通过烟囱排放到大气中。
低氮冷凝燃气锅炉通过低氮燃烧技术和冷凝技术的结合,实现了对燃烧过程中产生的氮氧化物的控制和废烟气的冷凝利用,提高了锅炉的热效率和能源利用率,同时降低了对环境的污染。
随着国家政府对环境保护的重视以及近几年连续出台的大气污染防治攻坚战文件来看,各地环保局对当地企业强制要求并执行燃煤锅炉更换为低氮燃气锅炉,普通的燃气锅炉实施低氮改造。
普通的燃气锅炉尾气排放的有害颗粒物,例如氮氧化物、一氧化碳等,成为大气污染的罪魁祸首,因此锅炉的低氮改造将会是一些生产企业及供暖单位迫切面临的任务。
那么,大家只知道锅炉需要改造,但是,燃气锅炉超低氮排放改造的原理是什么,需要什么技术能实现超低氮排放呢?下面,由中鼎锅炉专业技术人员给大家简单介绍一下。
1、氮氧化物危害
氮氧化物即一氧化氮、二氧化氮等气体,为高温条件下,空气中的氮气和氧气化合反应生成。
氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,硝酸是酸雨的成因之一;它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。
酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。
酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
酸雨还可使农作物大幅度减产,特别是小麦,在酸雨影响下,可减产13%至34%。
大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。
酸雨对森林和其他植物危害也较大,常使森林和其他植物叶子枯黄、病虫害加重,最终造成大面积死亡。
2、氮氧化物排放标准
我们知道用燃气锅炉替代燃煤锅炉能够大大降低污染,普通的燃气锅炉氮氧化物排放高于30毫克,这意味着大部分普通的燃气锅炉都达不到30mg以下,除非配有低氮燃烧机,但是使用低氮燃烧机的锅炉本身也是需要有特殊的要求的,那就是对锅炉炉膛尺寸需要加大,中鼎锅炉最新生产的低氮燃气锅炉专门针对环保政策要求的NOX排放30mg以下,且配置超低氮燃烧器,能安全、稳定、高效地运行,每一台出厂的低氮锅炉均能达到低氮排放达标。
3、甲烷-空气燃烧过程氮化学基本原理
燃烧理论将NOx的生成分为热力型NOx(Thermal NOx)、快速型NOx (Prompt NOx)和燃料型NOx(Fuel NOx)。
天然气中含氮量较低,因此,燃料型NOx不是其主要的控制类型。
(1)热力型NOx是指燃烧用空气中答案N2在高温下氧化生成NOx。
关于热力型NOx的生成机理一般采用捷里道维奇机理:当温度低于1450摄氏度时,热力NOx的生成量很少;高于1450摄氏度时,温度每升高100摄氏度,反应速度将增大6~7倍。
在实际燃烧过程中,由于燃烧室内的温度分布是不均匀的,如果有局部高温区,则在这些区域会生成较多的NOx,它可能会对整个燃烧室内的NOx生成起关键性的作用。
(2)快速型NOx在碳氢燃料燃烧且富燃料的情况下,反应区会快速生成NOx。
在实际的燃烧过程中各种因素是单独变化的,许多参数均处于不断的变化中,即使是最简单的气体燃料的燃烧,也要经历燃料和空气相混合,燃烧产生烟气,直到最后离开炉膛。
炉膛的温度、燃料和空气的混合程度、烟气在炉内停留时间等这些对NOx排放有较大影响的参数均处于不断的变化之中。
(3)燃料和空气混合物进入炉膛后,由于受到周围高温烟气的对流和辐射加热,混合物气流温度很快上升。
当达到着火温度时,燃料开始燃烧,这时温度急剧上升到近于绝热温度水平。
同时,由于烟气与周围介质间的对流和辐射换热,
温度逐渐降低,直到与周围介质温度相同,也即烟气边冷却边流过整个炉膛。
由此可见,炉内的火焰温度分布实际上是不均匀的。
通常,离燃烧器出口一定距离处的温度最高,在其前后的温度都较低,即存在局部高温区。
由于该区的温度要比炉内平均温度水平高得多,因此它对NOx生成量有很大的影响:温度越高,NOx生成量越多。
因此,在炉膛中,为了抑制NOx的生成,除了降低炉内平均温度外,还必须设法使炉内温度分布均匀,避免局部高温。
NOx排放的控制可通过抑制热力型和燃料型NOx来实现。
当燃料为天然气时,由于天然气N含量较低,热力型NOx是唯一可以在实际中被控制的组分。
燃烧修正技术通过降低火焰答案高温来实现,对降低热力型NOx是最为有效的。
热力型NOx还可以通过最小化过剩氧量、延迟燃料和空气的混合、将锅炉燃烧容量降至某一程度。
第一种技术通常是指氧削减(OT)或低于过量空气(LEA),可以通过优化燃烧器的操作达到最小的过剩空气量使得不增加过量的热力型NOx排放。
较低的氧浓度对于NOx的影响可能在一定程度上增加热力型NOx,这是由于较小的烟气体积造成的较高温度剑锋。
OT和LEA一般对于组装型水管和火管锅炉是不适用的,由于火焰长度和CO浓度较高可能导致背墙火焰爆震。
第二种技术通过分级供应输入燃烧区的燃烧空气量来降低火焰温度和氧含量。
分级燃烧空气可以通过多种方法实现。
对于多燃烧器锅炉,最为实用的方法是让某些燃烧器停用(BOOS)或者将燃料流量偏重于选定的燃烧以达到类似于空气分级答案效果。
第三种技术通过降低锅炉的热功率以降低炉膛内的尖峰温度,该方法由于涉及降低蒸汽产量而不常使用,仅在某些场合使用。
第三种技术为燃料分级,区别于燃烧空气分级。
将总燃料量答案一部分喷入主燃烧区下游,再燃燃料产生的碳氢基团将还原一次燃料产生的NOx。
这项再燃技术当使用天然气为再燃燃料时有较好的效果。
4、燃烧器烟气再循环原理技术
另一种燃烧修正技术为烟气再循环原理:将部分低温烟气直接送入炉内,或与空气(一次风或二次风)混合送入炉内,因烟气吸热和稀释了氧浓度,使燃烧速度和炉内温度降低,因而热力NOX减少。
对于燃气锅炉,NOX降低最显著。
通常,生成途径有热力型(T-NO)、快速型(P-NO)和燃料型(F-NO)3种类
型。
烟气再循环系统和燃气燃烧器连接,循环烟气中的惰性气体进入燃烧器,一方面使火焰传播速度降低,另一方面吸收热量使炉内温度水平有所降低,则绝对火焰温度降低,达不到生成温度,因此抑制了T-NO的生成。
循环烟气中的其他成分大量为N2、CO2、H2O,由于混入了循环烟气,空气与烟气混合物中氧浓度降低,从而影响了的生成量。
在空气中混入循环烟气,即增加了反应中N2的含量。
由于氧原子和氮分子反应所需的活化能比原子氧和燃料中可燃成分反应所需活化能大,则大量的氮气没有与氧反应直接生成NO,而与燃料中烃类成分反应。
大量的N2则增大了上式的正反应,生成大量的中间产物HCN。
而烟气中的氧原子进而与这些中间产物首先发生反应,HCN在贫氧环境下与O2总反应如下:HCN+5/4 O2→1/2 N2+ CO2+1/2H2O ;由式(2-5)可见,在贫氧浓燃烧条件下,HCN最终生成N2。
因此采用烟气再循环后以方面中间产物HCN增多,而另一方面O2浓度比不使用烟气再循环前减少,促使反应完全进行,N2生成量大幅度增多,从而减少了P-NO生成。
中鼎锅炉低氮改造施工现场
中鼎锅炉是高新技术企业,拥有A级锅炉制造许可证和I、II类压力容器设计制造许可证、一级锅炉安装许可证,公司通过美国ASME认证,取得锅炉S 和压力容器U钢印,公司还通过ISO9001国际质量体系认证、环境管理体系认证及职业健康管理体系认证。
中鼎锅炉位于郑州市航空港港区,占地面积200亩,建筑面积10.6万平方米。
公司现有职工400余人,其中工程技术人员120人,高级工程师16人。
先进装备是保证高品质锅炉制造的保障。
中鼎锅炉拥有先进的燃油燃气(低氮、超低氮)锅炉生产线。
主要设备包括:30m行程超厚板数控等离子生产线,100mm液压卷板机、4m大型立车、5套汽包自动焊机、6套先进TIG和MIG管板焊接专机、螺纹烟管自动生产线。