电厂锅炉超低排放项目 方案设计
而容易产生烟囱雨的问题。
5）控制系统操作简单，自动化程度高，动力设备少，维护量小。 综上所述，本工程采用喷淋散射塔型作为脱硫系统的吸收装置。
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第五章 烟气脱硝方案
1、低氮燃烧改造
本项目锅炉为循环流床锅炉，可以首先通过低氮燃烧改造，将锅炉出口NOx排放浓度控制在＜150 mg/Nm3。 1.1氮氧化物的产生机理
在氮氧化物中，一氧化氮占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：
（1）热力型
燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
热力型氮氧化物生成机理
O2?N?2O?NO?N2?NO?NN?O2?NO?O在高温下总生成式为
N2?O2?2NO
1NO?O2?NO2
2（2）瞬时反应型(快速型)
快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60 ms。
（3）燃料型NOx
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程
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由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。 1.2脱氮技术原理
对于循环流化床锅炉来说，可以采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：
（1）减少燃烧的过量空气系数； （2）控制燃料与空气的前期混合； （3）提高入炉的局部燃料浓度。
2）热力型NOx：是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOx，产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性；然后是高的氧浓度，要减少热力型NOX的生成，可采取：
（1）减少燃烧最高温度区域范围； （2）降低锅炉燃烧的峰值温度；
（3）降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
具体来说，就是在保证锅炉燃烧安全、稳定、经济的前提下，采取以下措施来减少氮氧化物的生成：
（1）低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放20%左右。但如炉内氧浓度过低，会增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，使锅炉燃烧效率下降。因此，在锅炉运行时，应选取最合理的过量空气系数。
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（2）空气分级送入炉膛
基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成，采用倒三角的配风方式。第一阶段：预燃阶段，将从一次风室供入炉膛的空气量减少(相当于理论空气量的80%)，使燃料先在缺氧、富燃料的燃烧条件下燃烧，此时密相区内过量空气系数α<1，因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。因此，不但延迟了燃烧过程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率，抑制了NOx在这一燃烧过程中的生成量。第二阶段：燃烬阶段，为了完成全部燃烧过程，完全燃烧所需的其余空气则通过布置在密相区中上部及过渡区的专门二次风喷口送入炉膛，与密相区下部在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合，在α>1的条件下完成全部燃烧过程。这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。在密相区内的过量空气系数越小，抑制NOx的生成效果越好，但不完全燃烧产物越多，导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。因此，为保证既能减少NOx的排放，又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性，必须正确组织空气分级燃烧过程。
1.3循环流化床低氮燃烧改造工艺
针对以上的具体分析，特别提出了以下低氮燃烧技改措施和基本原理性工艺要求。
（1）二次风的合理分级
降低一次风风量后，可适当增加二次风风量。原锅炉设有三层二次风入口风管，从燃烧需用氧量考虑，该种布置方式可以满足锅炉燃烧的需要；但由于原锅炉设计一次风量较大，二次风管道配置相对偏小，考虑到降低锅炉燃烧系统改造投资成本，基本维持原有的二次风管道分配；但需要增加二次风管径，在每个二次风管道上设置手动调节门，根据锅炉燃烧情况，调整调节门开度，达到二次风的最佳合理分配。为了更好
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的进行分级配风，减少NOx的生成，对二次风喷口位置全部重新布置。
另外，可以通过省煤器前氧量分布状况摸底试验来了解炉膛内部氧量分布不均匀的程度，以此来确认侧墙是否有必要增设二次风分级风。
除了考虑高度方向的分级，还要求对水平方向进行分级，以达到炉膛氧量分配均匀的目标。水平方向的二次风分级主要通过适当调整两侧和中间风管管径的办法来实现。
对于目前设计的传统二次风母管前后联络风箱，这部分风箱一般都需要适当扩大，以满足二次风特殊送风比例关系的要求，否则会影响静压风箱或者等压风箱二次风分配原理，不利于二次风取风点的均匀性。
（2）二次风入口端直管段的确定
为了形成良好的二次风进入炉内的射流喷射效果，保持基本射程而不被扩散，要求二次风入口端的直管段必须保证一定的长度。
（3）二次风喷口、射流水平角度和调节阀门的选择
为了不妨碍二次风形成直线型非扩散射流，采用直管段直接插入炉墙上的二次风喷口中。在选材时，与高温物料接触的这一段金属管件，必须选用耐磨抗高温金属材质。
为了增加二次风在炉膛内的穿透性，提高燃烧效率，适当减少二次风入炉射流的水平夹角。
（4）尾气再循环
在控制燃煤颗粒度的条件下，降低了锅炉一次风的使用量，同时为了有效减小锅炉一次风含氧量，又满足锅炉一次风流化风量需求，本方案设计从引风机出口挡板门后增设一台离心风机，将引风机出口烟气通过加压后，送入锅炉一次风机入口，充当锅炉一次风。以有效降低一次风含氧量，增加风量分配调节裕度。
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