循环流化床煤燃烧技术作为一种洁净燃烧技术,通过脉冲除尘器在其中添加石灰石就可以在炉内完成脱硫工作,从而有效降低脱硫成本。这种低成本污染控制技术,可以推动循环流化床锅炉的全面推广应用。近年来新建的设备机组,在脱硫方面运行较为规范,可以在钙硫比较低的情况下达到较佳的脱硫效率。
1循环流化床中锅炉粉尘排放与控制
当前国内的循环流化床锅炉燃烧主要是劣质燃料,燃料当中的灰分含量少于30%。虽然飞灰份额比煤粉燃烧低,但由于单位体积烟气飞灰量高于煤粉炉一倍,因而使得烟气除尘负荷相对较重。循环流化床中的飞灰颗粒大小在50μm以下,为了降低粉尘排放量。单纯的依靠静电除尘器难以达到上述控制水平,需要使用电袋除尘器完成。近几年,随着袋内袋除尘器技术的小断发展,粉尘排放对锅炉产生的影响相对较小,但对于除尘器要求却更高。
2循环流化床中氮氧化物排放与控制
在煤燃烧期问,产生的氮氧化物主要为二氧化氮与一氧化氮。在常温下,没在锅炉燃烧中产生的一氧化氮含量占据总氮氧化物含量超过90%,其中二氧化氮含量占比5%-10%。燃烧期问氮氧化合物产生途径分别为氮气在高温条件下与氧气反应生成的氮氧化物及燃料燃烧产生的氮氧化物,还有空气中的氮在瞬问反应下生成的氮氧化物。当燃烧温度小于1000℃,很难观测到热力型氮氧化合物;瞬时反应氮氧化物主要产生于烃类离子团较多、氧气浓度较低的富燃料燃烧,但这种情况出现的比较少。
其中,氮氧化合物生成多与温度相关。循环流化床在燃烧条件下,当温度增加10℃,氮氧化合物的排放量要增加1.5mg/m3,这一结果已经得到实践的验证。所以,脉冲单机除尘器为了控制氮氧化合物排放,一定要对床温进行合理控制,一般情况下应控制床温在900℃以下。
氮氧化合物生成小仅和温度相关,还和燃料反应活性相关。针对低挥发燃料而言,例如石油焦、无烟煤等,因反应活性较低,反应速度相对较慢,因而使得主循环物中的碳量较高;褐煤等高反应活性燃料,主循环物料碳含量较低,所以,循环流化床锅炉中的氮氧化合物排放量会逐渐提高。
氮氧化合物排放量在200mg/m3,循环流化床燃烧中大部分情况下可以满足实际要求,但氮氧化合物的排放量是否在100mg/m3,则主要受燃料种类的影响。针对石油、无烟煤、贫煤等,能够满足相应要求,但应合理控制温度在900℃以上,空气系数在1.25以下。针对挥发性较高的材料而言,床温一般在870℃以下,过量空气系数在1.23以下,燃料中的氮含量在0.7%以下。如果小对床温进行严格控制,那么氮氧化合物排放会超过国标要求。
若较初的氮氧化合物排放超标,就要进行脱硝处理。当循环流化床锅炉中的氮氧化合物排放量较低的情况下,可以使用SNCR,除尘器在恰当位置喷入一定的氨水、氨气及尿素等还原剂,其中SNCR的温控范围相对较窄,锅炉主循环中的回路温度正好在这一区问当中。借助旋风同分离器,可以提升反应进程,避免氨逃离。与此同时,循环灰作为多孔介质及氮氧化合物的催化剂,将促进催化反应强烈进行,以便达到消耗SNCR的目的。据相关实验表明,氮氧化合物的还原率超过70%,这是煤粉燃料难以达到的。针对高挥发燃料而言,使用SNCR就能达到相应的国标要求。但若对床温进行严格控制,以此来降低原有的氮氧化合物含量,就可以使SNCR负担明显减轻。
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