脫硝技術(shù)

根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機(jī)理，水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類(lèi)：

一類(lèi)是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術(shù)措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒，控制燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。

另一類(lèi)是從末端治理?？刂茻煔庵信欧诺腘Ox，其技術(shù)措施：①“分級(jí)燃燒 SNCR”，國(guó)內(nèi)已有試點(diǎn)；在歐洲,瑞士瑞特力（Rutli）燃燒器煙氣外循環(huán)技術(shù)比較成熟,其P系列機(jī)型帶煙氣外循環(huán)的燃?xì)馊紵鞯趸锱欧趴梢赃_(dá)到60mg/m3。②選擇性非催化還原法（SNCR），國(guó)內(nèi)已有試點(diǎn)；③選擇性催化還原法（SCR），歐洲只有三條線實(shí)驗(yàn)；③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，國(guó)內(nèi)水泥脫硝還沒(méi)有成功經(jīng)驗(yàn)；④生物脫硝技術(shù)（正處于研發(fā)階段）。

總之，國(guó)內(nèi)開(kāi)展水泥脫硝，尚屬探索階段，還未進(jìn)行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計(jì)工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運(yùn)行可靠的脫硝效率、運(yùn)行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。

一、NOx氮氧化物的生成機(jī)制

       對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，Nox的產(chǎn)生主要來(lái)自空氣中的氮?dú)夂瓦^(guò)量氧氣產(chǎn)生的熱力型Nox，熱力型NOx的產(chǎn)生和燃燒的溫度呈指數(shù)型關(guān)系，通常在燃燒溫度高于1000攝氏度的時(shí)候開(kāi)始產(chǎn)生，而在1400度以上NOx的生成速度會(huì)急劇增加。部分鍋爐改造時(shí)改變了燃燒器的一、二次風(fēng)噴口和燃盡風(fēng)噴口的面積發(fā)生變化，致使一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。下圖反映的是燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關(guān)系，其中熱力型Nox的溫度關(guān)系同樣適合于鍋爐燃燒器。

燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關(guān)系基于以上NOx的生長(zhǎng)機(jī)制，低氮燃燒器的控制NOx的技術(shù)也主要著眼于兩個(gè)方向：

       1、降低火焰溫度；

       2、降低氧含量。

二、低氮燃燒器和超低氮燃燒器類(lèi)型

       傳統(tǒng)的鍋爐燃燒器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃燒器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃燒器。NOx排放在30毫克以下的通常稱(chēng)為超低氮燃燒器。

       傳統(tǒng)的燃燒器的高NOx排放主要源于下述幾個(gè)原因：

       1、為了保證燃燒充分，采用了較大的過(guò)量空氣；

       2、燃燒溫度通常在1800度左右。

三、低氮燃燒器三、低氮燃燒器通?；谙铝屑夹g(shù)

       1.電子比例調(diào)節(jié)和氧含量控制技術(shù)；來(lái)控制氧含量；

       2.FGR煙氣再循環(huán)技術(shù)，來(lái)降低火焰溫度和氧含量；

       3.全預(yù)混的表面燃燒技術(shù)來(lái)降低火焰溫度和實(shí)現(xiàn)充分燃燒；

      上述技術(shù)中，通常是低氮燃燒器的必須配置?；谏鲜黾夹g(shù)，市場(chǎng)的低氮燃燒器主要分為以下類(lèi)型：

四、各低氮燃燒器優(yōu)缺點(diǎn)介紹

       1、FGR低氮燃燒器

        FGR低氮燃燒器通常能夠?qū)Ox在全火范圍內(nèi)控制到65毫克，極限大約在40毫克左右，進(jìn)一步降低NOx排放可能導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，或者犧牲可調(diào)比等弊端。

        2、表面燃燒超低氮燃燒器

        表面燃燒超低氮燃燒器通常能夠?qū)Ox在全火范圍內(nèi)控制到30毫克以?xún)?nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，不需要FGR煙氣再循環(huán)管道；其主要缺點(diǎn)是需要過(guò)濾空氣，加大了維護(hù)工作量；同時(shí)氧含量在7%左右，降低了部分燃燒效率。

        3、表面燃燒 FGR超低氮燃燒器

        表面燃燒 FGR超低氮燃燒器結(jié)合了表面燃燒的NOx控制優(yōu)點(diǎn)和FGR降氧含量?jī)?yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在全火范圍控制NOx到20毫克水平，同時(shí)控制氧含量在3%以?xún)?nèi)，化燃燒效率。其主要短處是設(shè)備成本提高。

主要特點(diǎn)：

◆ 可根據(jù)要求進(jìn)行非標(biāo)定制；

◆ 可適應(yīng)多種燃料；

◆ 獨(dú)特的低壓力損失噴嘴設(shè)計(jì)，確保在低供氣壓力時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行；

◆ 適用任何安裝條件現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)構(gòu)靈活、布局方便；

◆ 燃時(shí)，利用無(wú)焰燃燒 FGR技術(shù)，NOx排放低于30mg/m3；

◆ 燃料與助燃風(fēng)雙分級(jí)，煙氣自形成內(nèi)循環(huán)，降低火焰溫度；

◆ 只需少量煙氣外循環(huán)，降低脫火及故障風(fēng)險(xiǎn)；

◆ 助燃風(fēng)與燃料部分預(yù)先混合，能量在爐膛內(nèi)的分布更加合理；

◆ 對(duì)爐膛尺寸的要求不過(guò)嚴(yán)苛，降低鍋爐材料成本；

◆ 獨(dú)特的預(yù)防冷凝水措施，避免酸腐蝕及電器部件短路損害風(fēng)險(xiǎn)。

氮氧化物是造成大氣污染和霧霾的主要成因，已被多家部門(mén)證實(shí)。從去年起我國(guó)北京、鄭州、成都等地開(kāi)展燃?xì)忮仩t低氮改造工程，并制定了燃?xì)忮仩t氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)。

做為燃?xì)忮仩t者的企業(yè)--，在低氮燃?xì)忮仩t改造大潮中，敢為人先執(zhí)著,憑借2大先進(jìn)低氮技術(shù)，鼎力推進(jìn)大氣污染治理。

敢為人先 首推FGR低氮技術(shù)

“的成分主要是，其中既沒(méi)有氧也沒(méi)有氮。可當(dāng)它燃燒溫度到1500K以上時(shí)，空氣中的氮?dú)獗谎鯕庋趸谑钱a(chǎn)生了氮氧化物。韓國(guó)與日本國(guó)家一樣，缺乏能源和，價(jià)格比較昂貴，所以他們國(guó)家設(shè)計(jì)的燃燒器不僅要求低氮，更要求節(jié)能，高效，減少燃?xì)饽茉匆蕾?lài)和消耗（類(lèi)似日韓的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣省油，水國(guó)燃燒器高效節(jié)能省燃?xì)猓?。降低氮氧化物排放，控制氧含量是關(guān)鍵，那么怎樣可的降低氧的濃度呢？”研發(fā)中心的任總監(jiān)介紹到，“我們經(jīng)過(guò)方案設(shè)計(jì)--試驗(yàn)測(cè)試--反饋調(diào)試--調(diào)整方案這種不下百次的優(yōu)化調(diào)整，成功將FGR技術(shù)應(yīng)用到燃?xì)忮仩t上，并經(jīng)鍋檢所現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，氮氧化物排放小27mg/m3。

FGR燃燒技術(shù)，即煙氣再循環(huán)技術(shù)，是指將鍋爐尾部的煙氣引入到燃燒器的進(jìn)風(fēng)口，與助燃空氣混合后，送入燃燒頭與燃?xì)饣旌虾笤俅芜M(jìn)行燃燒。1NO治理現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外已對(duì)NO的危害、燃煤發(fā)電燃燒過(guò)程中NO的生成機(jī)理和降低NO技術(shù)進(jìn)行了較為充分的研究，可分為三種：熱力型NO、燃料型NO和快速型NO。原理是抽取一部分燃燒后的低溫?zé)煔?，通過(guò)鍋爐再循環(huán)的裝置與進(jìn)風(fēng)口的空氣混合，降低燃燒溫度， 自然也就降低了氮氧化物的排放濃度了。

排放和效率對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)是一對(duì)矛盾體，為了排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，又不降低鍋爐熱效率，研發(fā)隊(duì)伍，通過(guò)優(yōu)化鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)，在低氮排放的前提下，確保鍋爐效率不下降。對(duì)鍋爐對(duì)流受熱面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，適應(yīng)FGR的性能特點(diǎn)，對(duì)不同燃燒負(fù)荷的再循環(huán)率進(jìn)行計(jì)算及驗(yàn)證測(cè)試，設(shè)定對(duì)應(yīng)的鍋爐控制程序確保在不同再循環(huán)率下的NOx指標(biāo)及鍋爐效率。若使用的煤種是劣質(zhì)的或者含的水分較多會(huì)稍許減少NO的排放量，但是比較難控制。鍋爐排煙口設(shè)置氧傳感器，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)煙氣中的氧含量，確保燃燒。

目前，方快FGR燃?xì)忮仩t已經(jīng)在北京、上海、天津、成都等地廣泛安裝應(yīng)用。但是，在實(shí)際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號(hào)也不同，使得NO的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問(wèn)題也不盡相同。來(lái)自北京的一位FGR燃?xì)忮仩t用戶表示，他們?cè)诟鼡Q為方快FGR低氮燃?xì)忮仩t后，操作更加簡(jiǎn)單智能，燃?xì)赓M(fèi)用較原來(lái)的鍋爐每個(gè)月節(jié)省10萬(wàn)元以上，原來(lái)?yè)?dān)心成本增加沒(méi)想到比原來(lái)還更省了。

勇于 全預(yù)混技術(shù)排放更低

氮氧化物排放還能不能再低一些呢？在成功研發(fā)FGR技術(shù)后，方快研發(fā)團(tuán)隊(duì)又開(kāi)始了新的課題，勇于挑戰(zhàn)，敢于超越是團(tuán)隊(duì)每位成員的品質(zhì)。

想要降低氮氧化物排放，低溫燃燒是另一關(guān)鍵。怎樣實(shí)現(xiàn)燃燒溫度低而熱效率不降呢？研發(fā)團(tuán)隊(duì)到美國(guó)、歐洲等國(guó)交流學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況研發(fā)出了全預(yù)混燃燒技術(shù)。

燃燒前與空氣均勻充分混合，燃燒時(shí)不再需要二次空氣。充分的預(yù)混合，讓爐膛內(nèi)火焰短，降低了燃燒溫度，從而減少了熱力型氮氧化物的產(chǎn)生。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐內(nèi)溫度分布更加均勻，對(duì)于原來(lái)爐膛水冷壁的沾污結(jié)渣情況嚴(yán)重的則會(huì)改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過(guò)熱器溫升、再熱器溫升下降，對(duì)于原來(lái)存在過(guò)熱汽溫、再熱汽溫低的問(wèn)題則更達(dá)不到超設(shè)計(jì)值。普通的鍋爐，燃燒后一立方煙氣里含有大約200mg/m3的氮氧化物。使用全預(yù)混技術(shù)后，每立方煙氣里的氮氧化物可降低到18mg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)。

全預(yù)混燃燒器燃燒時(shí)火焰呈藍(lán)色短小且密集，并且表面燃燒均勻，形成很平整的火焰面，火焰充滿度好，熱量能均勻的散發(fā)出去。氮是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對(duì)氮的生成有較大影響，因此可以通過(guò)改進(jìn)燃燒技術(shù)來(lái)降低氮，其主要途徑如下：選用N含量較低的燃料，包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料。燃燒熱通過(guò)輻射和對(duì)流換熱的方式快速散發(fā)，從而有效控制燃燒室的溫度分布，避免了燃燒室內(nèi)的局部高溫，使出口處NOX排放大幅度下降，達(dá)到同時(shí)降低NOX、CO的排放水平。

應(yīng)用FGR技術(shù)和全預(yù)混技術(shù)的產(chǎn)品，已經(jīng)鍋檢院現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并頒發(fā)報(bào)告，氮氧化物排放遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并且經(jīng)過(guò)多行業(yè)用戶的實(shí)際應(yīng)用得到了眾多用戶的一致好評(píng)。