Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Universitatea Siberian Federal, România, 660041, Krasnoyarsk, etc gratuit, 79 1
Căile de bază și metode de reducere a emisiilor de gaze nocive în atmosferă de la centralele termice și boilere, precum și o metodă de reducere a oxizilor de azot, încorporate într-un cazan industrial Krasnoyarsk.
Cuvinte cheie: oxizi de azot, centrale termice, cazane, emisiile atmosferice.
Instalații industriale și de încălzire și centralele termice sunt cei mai mari poluatori ai mediului. Produsele de ardere a combustibilului ars în aceste plante conțin poluanți dăunători cu toxicitate diferită. Dintre toate întreprinderile energetice emisiile de oxizi de cele mai toxice de sulf, oxizi de azot și de agenți cancerigeni.
În legătură cu a crescut în ultimii ani, cerințele pentru protecția mediului, cu lupta împotriva emisiilor toxice în atmosferă a devenit deosebit de relevante.
Arderea combustibililor cu exces de aer redus este unul dintre spread
modalități nennyh de a reduce emisiile de NOx. Eficiență maximă este atinsă când arderea a „Revendicările de aer în exces = 1,03 ÷ 1,05. Dependența concentrației de NO x
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
raportul de exces de aer are forma unei curbe, cu un vârf extreme în intervalul a „nn = 1,1 ÷ 1,3. In plus, maximul NO x corespunde, în general, o astfel de valoare a raportului excesul de aer la care în condițiile date se realizează arderea mai completă a combustibilului. In Gama α „nn = 1,1 ÷ 1,3 furnizează o cantitate suficientă de oxigen liber și un nivel de temperatură suficient de ridicată. Diferența în locația și nivelul de NO x concentrația maximă este determinată de diferențe în construcția de arzătoare, camere de ardere, etc ..
Cu toate acestea, nivelurile scăzute de plumb în exces de aer la creșterea emisiilor de substanțe cancerigene, pulberi în suspensie și monoxid de carbon, ceea ce este contrar cerințelor de protecție a mediului, iar în unele cazuri se pot intensifica ecrane de coroziune de mare de sulfuri în camera de ardere. Îmbunătățirea arzătoarelor care asigură un control fiabil al combustibilului și fluxul de aer de arzătoare și o bună amestecare a amestecului combustibil poate intensifica procesul de ardere a combustibilului și a obține o reducere semnificativă a BP (Fig 1.) Valoarea maximă a concentrației de NO x rămâne neschimbată, ci întreaga curbă NO x (α „nn) este deplasată pentru a reduce excesul de aer.
Astfel, arderea combustibililor cu aer în exces redus, fără emisii semnificative de produse de combustie incompletă este posibilă numai când îmbunătățirea arzătoarelor, permițând intensificarea procesului de ardere. În plus, o mare importanță este eliminarea aspirație fugar în cuptor, deoarece aerul podsosanny este implicat în flacără post-combustie, pentru a forma x suplimentar NO.
Fig. 1. Dependența NO x concentrațiile și excesul de aer de la BS (1 - un arzător convențional, 2 - îmbunătățit arzător)
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Recircularea produselor de ardere cuprinde o sursă de gaze de ardere în zona de combustie este un mijloc eficient de reducere a emisiilor de NOx. Reducerea NO x concentrația datorate nu atât gazele de temperatură recirculante scăzute ca o reducere a temperaturii de ardere datorită reducerii vitezei reacțiilor în lanț datorită prezenței gazelor inerte și reducând concentrațiile reactanților. Multe cazane moderne echipate cu diverse combinații de recirculare a gazelor de ardere în zona de combustie. Studii ale acestor circuite cu punctele de prelevare a gazelor de ardere pentru reciclare în domeniul dintre 150 și 600 ° C și introducerea lor în diferite zone a arătat că cel mai mare efect de reducere a formării NOx este atinsă atunci când a lovit valoarea totală a gazelor de recirculare în zona de ardere activă în cazul preamestecare lor completă cu suflare de aer (fig. 2). În acest sens, ea are cea mai mare eficiență în introducerea conductelor de aer de combustie pentru arzătoare sau hrănirea lor în cuptor, prin canale separate, arzatoare (curba 1, fig. 2). Punerea gazelor recirculate prin fantele dispuse sub arzătoarele (curba 2, Fig. 2), este mai puțin eficace și gazele de ardere atunci când intră prin fantele din vatra focarului (curba 3, Fig. 2), concentrația de NO x este aproape nu sa schimbat. În aceste cazuri, arderea principală a combustibilului are loc înainte ca gazele recirculate se amestecă cu amestecul aer-combustibil.
Organizarea de recirculare a gazelor de ardere în zona de ardere este destul de costisitoare, deoarece necesită cheltuieli de capital suplimentar pentru instalarea de echipamente și explozia gazoothodov recirculare. Dacă nu iau în considerare costurile de recirculare a gazelor de ardere, atunci randamentul cazanului, această metodă nu are aproape nici un efect.
Sub două trepte sau ardere în două etape, se înțelege o astfel organică
TION procesului de ardere atunci când combustibilul printr-un arzător alimentat cu aer într-o cantitate mai mică
Fig. 2. Reducerea formarea de NO x ca funcție de recirculare a gazelor de ardere
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Sem stoichiometric (în mod tipic α = 0,8 ÷ 0,95), iar restul de echilibru necesar cantitatea de aer introdusă în camera de ardere suplimentară de-a lungul lungimii torței. Astfel, prima ardere etapă se realizează arderea combustibilului cu o deficiență de comburant, iar al doilea - dozhiganieproduktovgazifikatsiipriponizhennyhtemperaturah (Fig.3) .Blagodaryaetomuvnachale torță din cauza unei concentrații reduse de oxigen scade formarea oxizilor de azot de combustibil și reducerea nivelului de temperatură în a doua etapă reduce formarea de NO termic x.
Principala dificultate în implementarea unei ardere în două etape este determinarea în mod corespunzător spațiul de admisie a aerului din a doua etapă și valoarea sa, pentru care modele diferite de unități de cazane nu sunt identice. Aerul trebuie introdusă în așa fel încât să asigure amestecarea completă cu produșii de reacție din prima etapă pentru a finaliza postcombustie. În același timp, această zonă trebuie îndepărtată suficient din gura arzătorului, astfel încât inițial remanentă a primei etape a atins suficient caracterul complet. amestecare intensivă insuficientă în a doua etapă poate duce la o creștere semnificativă a emisiilor de produse de combustie incompletă.
Cu bună organizare permite arderea în două etape cu emisii cu 40-50% mai mici de NO x și reducere de 10-15% în formarea alimentatorului. Eficiența maximă a metodei de suprimare a formării NOx se realizează cu o îmbinare utilizată
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Mod folosind un mic mod exces de aer sau de recirculare a gazelor de ardere (Fig. 4) [1].
În general, această metodă este promițătoare, este relativ ieftin și pot fi implementate în mai multe cazane existente atât datorită dezechilibreze raportul „combustibil cu aer“ niveluri de arzătoare și prin furnizarea aerului lipsă prin fantele sau arzătorul stins pe partea de sus a cuptorului. Este de asemenea posibilă organizarea de contor secundar de suflare a aerului [1].
Arderea cărbunelui în punct de vedere tehnologic fluidizat (sau fluidizat) pat ocupă pro-
mezhutochnoepolozheniemezhduklassicheskimegoszhiganiemvtopkeskolosnikomiszhiganiem cărbune pulverizat cu fluxul de aer. Dacă laminate prin stratul inferior de aer expulza combustibil zdrobit, presiunea acestui strat va descrește odată cu creșterea vitezei aerului. Procesul va continua atâta timp cât la o viteză a aerului specific particulelor individuale de combustibil nu va crește și debitul de aer nu va fi atât suspendat în acesta. În cele din urmă, cu creșterea în continuare a ratei de curgere a patului devine extrem de turbulente și începe să „fierbe“, care promovează amestecarea rapidă a particulelor.
Cerințele pentru calitatea combustibilului în timpul arderii în pat fluidizat, scăzută. Puteți utiliza orice varietate și tipul de cărbune la această tehnologie, inclusiv zabalastiro-
Fig. 4. Efectul excesului de aer și de recirculare pe NO x formarea - incinerare cu o singură treaptă; 2 - o ardere în două etape)
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Baie: cărbuni, cărbuni bruni, nisipuri bituminoase, șisturi și combustibili cu o valoare calorică redusă. Trecerea de la un combustibil la altul nu necesită dispozitive de reconstrucție de ardere [2].
Introducerea aditivi. posibilități mari de reducere a emisiilor deschise diferiților aditivi care pot fi introduse în cazan împreună cu combustibilul sau separat în oricare dintre zonele cazanului. De multe ori, este mai ieftin decât pre-tratarea combustibilului.
Un efect și mai mare este atins prin reducerea NO x la intrarea uleiului într-o soluție apoasă de MgCl 2. Introducerea acestui aditiv în cazan PC-41 într-o cantitate de 0,05% din consumul de combustibil a redus x vybrosNO la sarcină nominală și α „“ nn = 1,08 300 - 150 mg / m 3. efectul de reducere a oxizilor de azot, în acest caz, se realizează prin influența comună a mg. clor și apă.
Efectivă a fost efectul aluminosilicat solid aditiv „Kremalit-I». Acest lucru se datorează particularităților comportamentului aditivului aluminosilicat dispersat în ulei combustibil.
Evaporarea păcurii scade în acest caz, este însoțită de acțiunea microexplosions în interiorul picăturilor de apă care fierbe ulei negru fracturare coajă. Aceste microexplosions intensifica procesul de ardere. Care particulele de aditiv reacționează cu componentele minerale din torța și limitele sale. Aditiv "Kremalit-I" reduce concentrația de NO x. particulele de funingine și benzo (a) piren din gazele de ardere.
Dezavantajul acestei metode se consideră că intrarea apei sau a vaporilor provoacă pierderea suplimentară de căldură din gazele de eșapament, care crește direct proporțional cu cantitatea de injecție a combustibilului. Ca urmare a randamentului cazanului oarecum diminuat.
Imbunatatirea arzătoarelor este una dintre modalitățile cele mai economice de prevenire a emisiilor de oxizi de azot, negru de fum și cancerigene [1]. Pentru NO x condițiile de formare necesare pentru a limita dimensiunea arzătorului, pentru a oferi stres termic moderat, etanșeitatea arderii, câmp uniform de temperatură. De aceea arzătoarelor cu emisii scăzute de produse de ardere toxice pot fi împărțite în următoarele tipuri: amestecare îmbunătățită, cu recirculare a gazelor de ardere, cu combustie montat tip mnogofakelnogo combustibil.
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
Reducerea formării oxizilor de azot la arzătoarele mnogofakelnyh de aplicare se datorează arderii rapide și de a reduce volumul de umplere specific al cuptorului. Splitter în arzător sau duza este un duze speciale. Astfel de arzătoare oferă, de asemenea ancrasării scăzută și reduce formarea alimentatorului.
Discuții și rezultate
Metoda propusă pentru ardere în etape este în mare parte lipsită de dezavantajele schemei clasice. Deosebirea principală a metodei propuse la schema clasică este ca efect reducerea temperaturii gazelor arse se obține prin acțiunea a doi factori. În primul rând, în crearea de pulsațiilor turbulente cuptor volum cu adâncime mare zonă de amestecare, datorită interacțiunii jetului amestecurilor de combustibil cu aer, cu un jet plat de aer secundar de ardere, îndreptate la un anumit unghi față de axa axiale ale torței. astfel de
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
unele interacțiune a dus la diluarea cu flacără a volumului cuptorului și care creează fluxuri de circulație incluse în volum de lucru „pâlnie rece“ camera de ardere. În redistribuirea temperaturii sale de bază a flăcării a scăzut, ceea ce a influențat randamentul de oxid nitric. Al doilea factor se referă la suflarea de curgere a gazului gura torță buncărului cenușă când gazul din „pâlnie rece“ off porțiunea inițială a arzătorului. O astfel de interacțiune în afară instabilitatea hidrodinamică duce la instabilitate din cauza efectului thermionic, însoțită de apariția vârtejuri turbulente considerabil mai mici de umplere fluxurile care circulă în volumul cuptorului. Este cunoscut faptul că astfel de fluxuri de particule au o bună stabilitate și de combustibil pot circula în mod repetat în volumul camerei de ardere. aprovizionare Oxidant și retragerea produselor reacției de ardere, în acest caz, este mai eficient decât în circuit convențional, astfel încât atunci când se utilizează metoda propusă deteriorează eficiența arderii se observă [4, 5].
Pentru a determina costul de reconstrucție a cazanului, definim amploarea investițiilor necesare, inclusiv investiții de capital în activitatea de elaborare a proiectului, precum și costul estimat. La elaborarea lucrărilor de proiect sunt de stabilire a 100 de mii. Frecați. Costul estimat este de 188 564 mii. Ruble. Se compune din costul estimat al lucrărilor de construcții, costul estimat de echipamente și lucrări de instalații. Cheltuielile de capital (fără TVA), avem nevoie de a reconstrui un cazan sunt:
K = CRC + KSM = 100000 + 159800 = 259,8 mii. Frecați.
Costurile de renovare (inclusiv TVA) - 306,6 mii ruble ..: Total
Ca urmare a calculului automată pe care am obținut următoarele date:
Perioada de amortizare (RR): RR = 2,23 ani. Perioada de recuperare a investiției Discounted: DPP = 2,35 ani.
flux net prezent cumulativ (CHDPNI):
NPV = 1462,44 mii. Rub.
indicele de profitabilitate: DPI = 5,8%.
Ca urmare, calculul automat al VSD este de 82%.
AV Zhuikov. Reducerea oxizilor de azot în cuptoarele de cazane
emisiile de oxizi de azot Niemi ca un impact favorabil reconstrucție ansamblu asupra funcționării cazanelor. Scăderea contaminarea suprafeței de încălzire, temperatura gazelor arse scade, pierderea underburning mecanice (q 4) au rămas în intervalul normal pentru acest tip de cazan.
[1] LM Tsyrulnikov Koyuhov VG Kadîrov RA protecția aerului și modalități de a reduce toxicitatea emisiilor de gaze cu cazan de ulei. M. VNNIGazprom 1975. 51.
[2] VA Speyter Neutralizarea afterburning emisiile industriale. M. Energoatomisdat 1986.
[3] Atmosfera protecție împotriva poluării industriale: Ref. Th ed: In 2 ore;. Trans. din limba engleză. / Ed. S. Calvert, GM Iglunda. Metalurgie M., 1988. 760 p.
Reducerea oxizi de azot
în focarele cazanelor
Andrey V. Ghuykov
Federal University Siberian
79 Svobodnîi, Krasnoyarsk, 660041 Rusia
Căile de bază și metodele de reducere a emisiilor de gaze nocive din centralele termice și cazane, precum și o metodă de reducere a oxizilor de azot, introduse pe o instalație de cazane industriale în Krasnoyarsk.
Cuvinte cheie: oxizi de azot, centrale termice, cazane, emisiile în atmosferă.