作為一種潔凈燃料,含硫量和含氮量比煤低得多,燃燒后產生的煙氣幾乎無煙塵。因此,在國家和各級政府實施的“碧水藍天工程”中,要求燃煤鍋爐逐步改為天然氣鍋爐,特別是在一些大中城市強制實施改造。隨著燃油燃氣鍋爐的廣泛使用,一個以前沒被注重的污染源——氮氧化物的污染將會變得越來越嚴重,對此不能不引起足夠的重視。
在大氣中存在的氮氧化物有NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等;在煤、石油、天然氣等燃料的燃燒時產生的氮氧化物有NO、NO2等,通常把二者統稱為氮氧化物(NOX)。
燃氣鍋爐NOX有三種不同的生成機理,其中熱力型NOX由燃燒空氣中的N2在高溫下氧化而成,是目前大氣污染中氮氧化物的主要來源。
在用200mg/m3
新建150
在用150mg/m3
新建80
在用80mg/m3
新建30
該標準總體上與歐洲鍋爐排放標準相當,接近目前全球最嚴的美國南加州鍋爐排放標準。
熱力型NOX生成很大程度上取決于燃燒溫度。燃燒溫度在當量比為1的情況下達到最高,在貧燃或者富燃的情況下進行燃燒,燃燒溫度會下降很多。運用該原理開發出了分級燃燒技術。?
空氣分級燃燒第一級是富燃料燃燒,在第二級加入過量空氣,為貧燃燃燒,兩級之間加入空氣冷卻以保證燃燒溫度不至于太高。燃料分級燃燒與空氣分級燃燒正好相反,第一級為燃料稀相燃燒,而在第二級加入燃料使得當量比達到要求的數值。這兩種方法最終將會使整個系統的過量空氣系數保持一個定值。
選擇合適的過量空氣系數,即在保證燃燒熱效率的前提下取較小的過量空氣系數,以盡量降低煙氣中氧氣濃度,將能有效抑制NOX的生成。
不完全燃燒問題嚴重當生產和生活熱負荷波動,要求鍋爐高負荷運行時,通常增加鼓風機風量使爐溫升高,此時過量空氣系數往往較大,爐溫很高,生成的NOX量很多。鄭鍋低氮鍋爐在非滿負荷狀態下平穩運行,降低爐膛溫度,可有效抑制NOX的生成。
負荷調節范圍小NOX是由于助燃空氣中的N2在高溫作用下氧化而生成,與爐膛中的溫度有很大的聯系。當溫度高于1800K時,NOX的生成量急劇增加。溫度每增加100K,NOX的生成速度將增加6~7倍。鄭鍋低氮燃燒技術可有效控制燃燒溫度在1800K以下,大大降低了NOX生成量。
不合理的爐膛溫度燃氣鍋爐的關鍵部件是燃燒器,目前鄭鍋客戶配用國內低氮燃燒器的比例和采用威索、利雅路、奧林等進口燃燒器差不多,因為都可以做到在燃燒過程中吸入爐膛的燃燒氣體以參與再循環,降低燃燒區域的氧氣濃度,以降低火焰溫度,達到減少氮氧化物量的目的。
燃燒器不給力,廠家選擇小范圍一是選擇采取目前最好的治污技術達到標準,企業可以繼續在北京生存;
另一條路就是“還債”,因為現在的環保法就是規定達不到標準,上不封頂按日計罰,企業應該不愿付出這樣的代價;對于環保水平達不到標準的企業,將會被逼退、轉移。
更換新的低氮燃燒器,從一個噴嘴變為多個噴嘴,將燃氣的燃燒區域進行分散 ,從而在燃燒區域避免熱負荷集中,降低局部燃燒溫度。通常情況下,燃氣鍋爐天然氣燃燒溫度超過1400℃后,就會產生大量氮氧化物。改造后,爐內的溫度控制在1000℃以下,再輔以分級燃燒、煙氣循環等技術,使得氮氧化物的濃度大大降低。
改造后,被改造鍋爐的氮氧化物濃度完全可以控制在30毫克/立方米以下,而沒有改造的其它鍋爐的排放數值還會在150毫克/立方米甚至200毫克/立方米以上。