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。
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)。
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。
在用200mg/m3
新建150
在用150mg/m3
新建80
在用80mg/m3
新建30
该标准总体上与欧洲锅炉排放标准相当,接近目前全球最严的美国南加州锅炉排放标准。
热力型NOX生成很大程度上取决于燃烧温度。燃烧温度在当量比为1的情况下达到最高,在贫燃或者富燃的情况下进行燃烧,燃烧温度会下降很多。运用该原理开发出了分级燃烧技术。
空气分级燃烧第一级是富燃料燃烧,在第二级加入过量空气,为贫燃燃烧,两级之间加入空气冷却以保证燃烧温度不至于太高。燃料分级燃烧与空气分级燃烧正好相反,第一级为燃料稀相燃烧,而在第二级加入燃料使得当量比达到要求的数值。这两种方法最终将会使整个系统的过量空气系数保持一个定值。
选择合适的过量空气系数,即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。
不完全燃烧问题严重当生产和生活热负荷波动,要求锅炉高负荷运行时,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。郑锅低氮锅炉在非满负荷状态下平稳运行,降低炉膛温度,可有效抑制NOX的生成。
负荷调节范围小NOX是由于助燃空气中的N2在高温作用下氧化而生成,与炉膛中的温度有很大的联系。当温度高于1800K时,NOX的生成量急剧增加。温度每增加100K,NOX的生成速度将增加6~7倍。郑锅低氮燃烧技术可有效控制燃烧温度在1800K以下,大大降低了NOX生成量。
不合理的炉膛温度燃气锅炉的关键部件是燃烧器,目前郑锅客户配用国内低氮燃烧器的比例和采用威索、利雅路、奥林等进口燃烧器差不多,因为都可以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。
燃烧器不给力,厂家选择小范围一是选择采取目前最好的治污技术达到标准,企业可以继续在北京生存;
另一条路就是“还债”,因为现在的环保法就是规定达不到标准,上不封顶按日计罚,企业应该不愿付出这样的代价;对于环保水平达不到标准的企业,将会被逼退、转移。
更换新的低氮燃烧器,从一个喷嘴变为多个喷嘴,将燃气的燃烧区域进行分散 ,从而在燃烧区域避免热负荷集中,降低局部燃烧温度。通常情况下,燃气锅炉天然气燃烧温度超过1400℃后,就会产生大量氮氧化物。改造后,炉内的温度控制在1000℃以下,再辅以分级燃烧、烟气循环等技术,使得氮氧化物的浓度大大降低。
改造后,被改造锅炉的氮氧化物浓度完全可以控制在30毫克/立方米以下,而没有改造的其它锅炉的排放数值还会在150毫克/立方米甚至200毫克/立方米以上。