再燃燒技術(shù)降低NOx的影響因素主要有哪些?
(1)再燃燃料的種類和性質(zhì)對再燃特性的影響。再燃燃料的品質(zhì)對還原過程的質(zhì)量是一個(gè)非常重要的影響因素,由于再燃燃料是從鍋爐上部引入,一般停留時(shí)間比較短,所以宜選用易著火的燃料;此外還要求燃料含氮量低,以減少Nox再生成量。
煤可以作為二次燃料,但煤中的焦炭氮會使NOx的還原效果降低,因此應(yīng)盡量使用高揮發(fā)分煤種。
另外,使用煙氣作為二次燃料的輸送介質(zhì)可以保證燃料混合物中氧量較低,減緩二次燃料煤中氮的氧化反應(yīng)速率,有利于NOx分解。
同時(shí),還原反應(yīng)使用超細(xì)煤粉,可加快揮發(fā)分完全燃燒和產(chǎn)生活性基團(tuán)的速率,也有利于在該段極其短暫停留時(shí)間內(nèi)維持高燃盡度。
(2)再燃燃料的份額。再燃燃料太少,則達(dá)不到理想的降低NOx的效果。
再燃燃料太多,既對燃料燃盡不利,也不會進(jìn)一步降低NOx排放量。因此,再燃燃料的份額一般占鍋爐總輸入熱量的15%~20%。
(3)還原區(qū)的溫度和停留時(shí)間,再燃燃料在還原區(qū)的溫度越高,停留時(shí)間越長,則還原反應(yīng)越充分,NOx降低效果越顯著,因此主燃燒區(qū)燃燒一結(jié)束就應(yīng)立即噴入再燃燃料。
但再燃燃料的送入位置不能太靠近主燃燒區(qū),否則不僅會降低燃料燃盡率,而且有較多的過量氧進(jìn)入還原區(qū)使還原區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)變大,對還原不利。對不同的燃煤設(shè)備,最佳的停留時(shí)間要由試驗(yàn)確定。再燃區(qū)內(nèi)煙氣和燃料的停留時(shí)間在0.4~1.5s。
(4)主燃區(qū)NOx生成水平和燃盡度。主燃區(qū)NOx生成量越低越好,盡管當(dāng)主燃區(qū)NOx下降時(shí),再燃區(qū)NOx還原為N2的還原率在下降,但總的NOx排放量下降,一次區(qū)煤粉燃盡度越高越好,這樣可使進(jìn)人再燃區(qū)的殘余氧量盡可能低,以抑制NOx的生成。
(5)配風(fēng)的化學(xué)計(jì)量比。在一定的條件下(如一定的溫度和停留時(shí)間),各級燃燒區(qū)有一個(gè)最佳過量空氣系數(shù),此時(shí)主燃燒區(qū)生成的NOx的濃度值最低。一般主燃燒區(qū)過量空氣系數(shù)(煤粉爐,包括液態(tài)排渣爐、旋風(fēng)爐前室)取為1.1;上部燃盡區(qū)為1.15~1.2,對于還原區(qū)取0.7~0.9。
(6)再燃燃料與主煙氣的混合。再燃燃料在煙氣中的混合和擴(kuò)散直接影響降低NOx的效果。為了保證再燃燃料在還原區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間,最大限度地降低NOx排放量,就必須使再燃燃料能快速、充分地與從主燃燒區(qū)上來的主煙氣混合。
(7)燃盡風(fēng)與主煙氣的混合。為了保證再燃燃料在還原區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間,同時(shí)保證燃料的燃盡,燃盡風(fēng)與主煙氣的混合也必須快速、充分。
(8)再燃燃料的輸送介質(zhì),用超細(xì)煤粉作為再燃燃料,則需要相應(yīng)的輸送介質(zhì),可以是空氣或者是惰性氣體,如煙氣。輸送管道內(nèi)的過量空氣系數(shù)(即輸送介質(zhì)的氧量與二次燃料完全燃燒需要的氧量比)對于NOx的排放值有一定影響。如果氧量高,則再燃燃料中的氮和碳?xì)湓訄F(tuán)的氧化反應(yīng)會加快,從而阻止對一次NOx的分解并增加二次燃料煤中氮含量向NOx的轉(zhuǎn)換。