锅炉NOx控制影响及分析

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1、锅炉NOx控制影响及分析我公司3×240t/h循环流化床锅炉SNCR烟气脱硝工程由江苏亿金环保科技有限公司设计、施工。目前，工程已接近尾声。通过初步的试运行和1#炉的168试运行，发现脱硝效果并不理想。喷入还原剂用量在设计值(249L/H)时，脱硝效率仅50%左右，出口排放NOx浓度在130mg/Nm3左右，只有当锅炉负荷低时，才勉强维持在100mg/Nm3左右。按照当前的锅炉运行状态，如要必须达到环保要求的100mg/Nm3以下的目标值，需要喷入约3倍用量的氨水。通过多方咨询及查阅资料，锅炉炉膛出口温度偏低是影响脱硝效率的主要原因之一。下面对循环流化床锅炉中的NOx生成机制进

2、行说明，分析影响NOx浓度的因素，探讨控制NOx排放量的措施，提高脱硝效率，为循环流化床锅炉的达标运行提供参考。1NOx的生成机制煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这两者统称为NOx，此外还有少量的氧化二氮（N2O）产生。和SO2的生成机理不同，在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤燃烧方式、特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件关系密切。在煤燃烧过程中，生成的NOx途径有三个：（1）热力型NOx（ThermalNOx），它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。（2）燃料型NOx（FuelNOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解

3、而又接着氧化而生成的NOx。（3）快速型NOx（PromptNOx），它是燃烧时空气中的氮和燃料中的炭氢离子团如CH等反应生成的NOx。其中燃煤锅炉的NOx主要是燃料型的，它占总生成量约80%以上。热力型NOx的生成与燃烧温度的关系很大，在温度大于1000℃时，热力型NOx的生成量可占到总量的20%；快速型NOx在煤燃烧过程中的生成量很小，可忽略不计。2NOx排放量影响因素分析2．1燃料特性的影响5由于NOx主要来自于燃料中的氮，因此，从总体上看，燃料氮含量越高，则NOx的排放量也越高；同时，燃料中氮的存在形态不同，NOx的排放量也不一样，以胺的形态存在于煤中的燃料氮在燃烧过程

4、中主要生成NO，而以芳香环形式存在的燃料氮在挥发分燃烧过程中主要生成N2O。一般来说，煤矸石、褐煤、页岩等劣质燃料中燃料氮的主要存在形态是胺，故NOx排放量较多，N2O很少；相反，烟煤、无烟煤中燃料氮的主要存在形态是芳香环，故NOx排放量较少，而N2O很高。2．2过量空气系数的影响当风不分级时，降低过量空气系数，在一定程度上可限制反应区内的氧浓度，因而，对热力型NOx和燃料型NOx的生成都有一定的控制作用，采用这种方法可使NOx排放量降低15%~20%，但是CO浓度会增加，燃烧效率会下降。当风分级时，可有效地降低NOx的排放量。一般情况下，二次风从床上一定距离送入较好，如果过低

5、则对NOx的排放量影响甚小。随着一次风量的减少、二次风量的增加，N被氧化的速度下降，NOx排放量也随之下降，并在某一风量分配下达到最小值。2．3燃烧温度的影响燃烧温度对NOx的生成量的影响已取得共识，即随着炉内燃烧温度的提高，NOx的生成量将升高，因此，可以通过降低床温来控制NOx的排放量。如1#锅炉，负荷从200t/h，降到176t/h时，床温从960℃降到930℃，脱硝系统在氨水喷入量不变情况下，脱硫出口NOX浓度从130mg/Nm3降到100mg/Nm3以下。可以看出锅炉NOx的生成量随床温的降低有明显的下降。总体来说，对循环流化床锅炉,煤矸石和无烟煤燃料挥发份低，难以燃

6、烧，所以燃烧温度要高于其它易燃烧的燃料。同时，煤矸石和无烟煤燃料采用相对高的一次风量，带来高的过量氧气。高的温度和过量的氧气，促使NOx的生成量比其它燃料高。烟煤的情况则正好相反，低的燃烧温度和低的过量氧气。影响循环流化床锅炉NOx生成量的因素较多，主要因素以及对NOx生成量的作用效果参见下表：编号影响因素有利于减少NOx的作用方式1燃料（挥发份和含氮量）含氮量低，挥发份高有利燃烧52床温床温适当降低10-20度3过量空气越低越有利，主燃烧区域控制在1.1-1.24一次风和二次风的分配一次风比例越低NOX越低5二次风分级拉长火焰高度，主燃烧区域温度相对较高，欠氧燃烧；燃尽区温度

7、相对较低，可适当富氧燃烧6燃料给料情况给料点附近风量越少，NOx越低燃料供应决定了含氮量和挥发份。石灰石进料量和实际使用的燃料含硫相关，也不是成为减少NOx生成量的主要手段。床温是循环流化床锅炉设计的一个重要参数。床温、过量空气系数、一二次风的分配以及二次风的分级和燃烧组织相关，只能首先满足燃烧效率的要求，然后再考虑对排放的影响。实际设计采用低一次风、二次风分级、采用火上风等因素是循环流化床锅炉实现低NOx生成量的主要手段。3锅炉运行存在问题分析3×240t/h循环流化床锅炉为济南锅炉设计，