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美國燃?xì)夤I(yè)鍋爐NOx最佳可行控制技術(shù)

文章出處：江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.cwdma.net責(zé)任編輯：江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.cwdma.net人氣：-發(fā)表時(shí)間：2015-10-13 09:35【大中小】

NOx排放的控制可通過抑制熱力型和燃料型NOx來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)燃料為天然氣時(shí)，由于天然氣N含量較低，熱力型NOx是唯一可以在實(shí)際中被控制的組分。燃燒修正技術(shù)通過降低火焰的高溫來實(shí)現(xiàn)，對降低熱力型NOx是最為有效的。當(dāng)使用預(yù)熱式燃燒氣時(shí)，通過向燃燒區(qū)噴入水或蒸汽（Water Injection、Steam Injection），將一部分煙氣引回至燃燒區(qū)（FGR），可以降低預(yù)熱空氣溫度。但由于南加州非常嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，WI/SI在小型燃?xì)忮仩t的應(yīng)用十分有限。雖然這項(xiàng)技術(shù)對于降低熱力型NOx非常有效，但是由于對燃燒效率的降低、安全以及燃燒器的控制問題導(dǎo)致其不能被廣泛應(yīng)用。另一方面，F(xiàn)GR有較大的應(yīng)用基礎(chǔ)，既可以單獨(dú)使用又可以和低氮燃燒器（LNB）聯(lián)合使用。在實(shí)際操作上，很多燃?xì)夤I(yè)鍋爐的LNB設(shè)計(jì)都是與FGR一起的。很多燃?xì)夤I(yè)鍋爐業(yè)主認(rèn)為LNB控制可行。

熱力型NOx還可以通過最小化過剩氧量、延遲燃料和空氣的混合、將鍋爐燃燒容量降至某一程度。第一種技術(shù)通常是指氧削減（OT）或低過量空氣（LEA），可以通過優(yōu)化燃燒器的操作達(dá)到最小的過?？諝饬渴沟貌辉黾舆^量的熱力型NOx排放。較低的氧濃度對于NOx的影響可能在一定程度上增加熱力型NOx，這是由于較小的煙氣體積造成的較高溫度尖峰。OT和LEA一般對于組裝型水管和火管鍋爐是不適用的，由于火焰長度和CO濃度較高可能導(dǎo)致背墻火焰爆震。第二種技術(shù)通過分級供應(yīng)輸入燃燒區(qū)的燃燒空氣量來降低火焰溫度和氧含量。分級燃燒空氣可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)。對于多燃燒器鍋爐，最為實(shí)用的方法是讓某些燃燒器停用（BOOS）或者將燃料流量偏重于選定的燃燒以達(dá)到類似于空氣分級的效果。第三種技術(shù)通過降低鍋爐的熱功率以降低爐膛內(nèi)的尖峰溫度，該方法由于涉及降低蒸汽產(chǎn)量而不常使用，僅在某些場合使用。

另一種燃燒修正技術(shù)為燃料分級，區(qū)別于燃燒空氣分級。將總?cè)剂狭康囊徊糠謬娙胫魅紵齾^(qū)下游，再燃燃料產(chǎn)生的碳?xì)浠鶊F(tuán)將還原一次燃料產(chǎn)生的NOx。這項(xiàng)再燃技術(shù)當(dāng)使用天然氣為再燃燃料時(shí)有較好的效果。

南海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)的BACT指南中根據(jù)鍋爐的不同功率及用途來設(shè)定污染物排放許可，且指南中對于燃料有所限定，要求使用清潔能源。在此背景下，新、改、擴(kuò)建鍋爐多為燃?xì)忮仩t，主要是天然氣，還有一些液化石油氣和丙烷氣體，因此BACT指南主要針對NOx排放控制。根據(jù)指南中作為主要污染源的22家企業(yè)，24臺鍋爐的排放許可情況（見表4-1）來看，對于6MW及以下的鍋爐，一般采用低氮燃料器結(jié)合燃燒工藝優(yōu)化或煙氣循環(huán)來控制NOx的產(chǎn)生，排放水平可控制在12ppmvb@3%O2（約為24mg/m3）。對于大于6MW且小于等于15MW的燃?xì)忮仩t，除上述措施外，可考慮SCR煙氣脫硝，排放水平控制在7~9ppmvb@3%O2（約為14-18mg/m3）。大于15MW的燃?xì)忮仩t，在上述措施的基礎(chǔ)上需進(jìn)行SCR脫硝，排放水平控制在5~9ppmvb@3%O2（約為10-18mg/m3）。

表4-1 南海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)采用BACT的鍋爐NOx排放水平（主要污染源）

企業(yè)名稱	鍋爐容量（MW）	主要燃料	NOx （mg/m3）	控制技術(shù)
AES Huntington Beach	225	天然氣	10	低NOx燃燒器, FGR, SCR,催化氧化
Darling International, Inc.	32.21	天然氣	18	低NOx燃燒器/FGR
Kal Kan Foods Inc.	23.01	天然氣	18	SCR
University of California Irvine Medical Center	14.23	天然氣	18	超低NOx燃燒器
Los Angeles County Internal Services Dept.	11.42	天然氣	18	超低NOx燃燒器結(jié)合煙氣再循環(huán)系統(tǒng)
Children's Hospital Los Angeles	9.93	天然氣	14	SCR
	7.09		14
	7.09		14
Coca Cola	9.22	天然氣	14	SCR
Nation Wide Boiler	8.43	天然氣	18
Cosmetic Laboratories	6.28	天然氣	18	超低NOx燃燒器
LACorr Packaging	6.15	天然氣	14	SCR
Hi-Country	6.12	天然氣	18
Bumble Bee Seafoods, Inc.	4.92	天然氣	24
Santa Monica - UCLA Medical Center	4.77	天然氣	30
Liberty Container Co., Key Container	4.77	天然氣	24
Fullerton College	2.93	天然氣	24	FIR（內(nèi)循環(huán)）
Disneyland Resorts	2.49	天然氣	24	超低NOx燃燒器
Maruchan,Inc.	2.40	天然氣	10	超低NOx燃燒器
RRR Real Estate	2.20	天然氣	24
L&N Uniform Supply Co Inc.	1.84	天然氣	24
San Bernardino County Medical Center	1.76	天然氣	24
SCHI Santa Monica Beach Hotel Associates	1.26	天然氣	24	超低NOx燃燒器
Pacific Life Insurance	0.87	天然氣	24	預(yù)混合金屬纖維

由表4-1可以看出：加州對燃?xì)忮仩tNOx排放控制很嚴(yán)，采用SCR技術(shù)排放水平是7-9ppm（約為14-18mg/m3），采用超低氮燃燒技術(shù)排放水平是5-12ppm（約為10-24mg/m3）。燃?xì)忮仩t低氮燃燒技術(shù)已經(jīng)在美國廣泛應(yīng)用超過二十年，美國國家環(huán)保局和地方環(huán)保局早已將此技術(shù)列為對燃?xì)忮仩t氮氧化物排放控制的最佳實(shí)用技術(shù)，對未安裝此技術(shù)的燃?xì)忮仩t，將不頒發(fā)給鍋爐使用者大氣排放許可證。目前全美國廣泛使用的為30ppm（約為60mg/m3）低氮燃燒器，加州則作為全美國的試點(diǎn)于今年開始推廣9ppm（約為18mg/m3）的超低氮燃燒器，該技術(shù)不需要加裝煙氣凈化設(shè)備，僅通過控制燃燒溫度使氮氧化物生成量明顯降低，對有效削減燃?xì)忮仩tNOx排放發(fā)揮了重要作用。

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