低氮改造简介

点击次数:152   更新时间2017-04-20     【关闭分    享:
要知道为什么进行低氮改造,低氮改造有什么意义,我们先了解一些基本的东西,这就不得不提到氮氧化物了,首先我们说说氮氧化物。
氮氧化物的定义
由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有五氧化二氮(N2O5)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化氮(NO,无色)、一氧化二氮(N2O)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。
氮氧化物的危害
氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变,但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因.汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾,称为光化学烟雾.光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并能使大气能见度降低.另外,氮氧化物与空气中的水反应生成的 硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。
氮氧化物减排,低氮改造的可行性
在环境日益遭到破坏的今天,降低氮氧化物排放是如此重要,目前很多燃烧设备一时更换不太现实,而进行低氮改造成了很多人的福音。2015年6月10日,北京市环保局发布大气污染物排放地方标准,其中《锅炉大气污染物排放标准》修订实施的主要目的即为严控氮氧化物的排放。标准中第一阶段的排放限值将于2016年7月1日开始施行,新建锅炉排放限值由现行的150毫克/立方米收严到80毫克/立方米。第二阶段标准排放限值将于2017年4月1日起实施,即氮氧化物进一步收严到30毫克/立方米,高污染燃料禁燃区执行80毫克/立方米的排放限值也将于2017年4月1日起实施。
为鼓励广大锅炉业主积极开展低氮改造,北京环保局句积极推动低氮改造工作的开展,制定北京燃气锅炉的低氮改造补贴政策
依据北京市《锅炉大气污染物排放标准》(DB11/139-2015),为鼓励燃气(油)锅炉业主单位开展低氮改造工作,切实控制全市燃气(油)锅炉氮氧化物排放水平,北京市环境保护局、北京市财政局、北京市质量技术监督局而印发《北京市燃气(油)锅炉低氮改造以奖代补资金管理办法》,对于低氮改造成功的业主单位享有一定的资金补助。
资金的补助标准根据治理效果,实行差别化的资金补助政策,单台20蒸吨及以下燃气(油)锅炉低氮改造项目,资金补助标准为:
锅炉低氮改造
(一)通过更换低氮燃烧器的方式进行改造,氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%,且浓度值低于30毫克/立方米的项目:
1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨
补助资金=2×锅炉容量+3.5 (万元)
2.单台锅炉容量大于4蒸吨
补助资金=1.5×锅炉容量+6 (万元)
(二)通过更换低氮燃烧器的方式进行改造,氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%,且浓度值达到30-80毫克/立方米之间的项目):
1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨
补助资金=1.2×锅炉容量+1.5 (万元)
2.单台锅炉容量大于4蒸吨
补助资金=锅炉容量+2.5 (万元)
(三)通过整体更换锅炉,氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%,且浓度值低于30毫克/立方米的项目:
1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨
补助资金=2.6×锅炉容量+7 (万元)
2.单台锅炉容量大于4蒸吨
补助资金=2.5×锅炉容量+8 (万元)
锅炉低氮改造方案
在北京,绝大部分的锅炉燃烧方式以小型的室燃为主,约占90%,其他方式为大气式燃烧,燃烧器的品牌以欧洲的为主,利雅路、百得、欧科、奥林、扎克、威索的市场占有率最高。
控制氮氧化物的可用技术包含:燃烧优化控制和末端治理,燃烧优化控制对于热力型的氮氧化物的效果最为明显。末端治理包含:SCR、SNCR、氧化吸收法和金属催化法,不过这需要考虑场地因数、全寿命周期的经济性、末端控制与负荷变化协同、二次污染等。对于中小型燃气锅炉由于规模化程度不足造成环境经济效益较差,绝大部分场地因数无法采用末端控制氮氧化物技术,综合可行性较差,而北京的锅炉绝大部分都是中小型的燃气锅炉,因而低氮改造的方式择优选择燃烧控制优化。
依据氮氧化物的低氮燃烧原理,通过规避氮氧化物生成路径从源头控制空气中的N2被氧化,理论上可以达到“零排放”。
燃烧控制优化
低氮改造
燃烧控制优化的类别(主流低氮改造路线)
燃烧方式 技术分类
预混燃烧 贫混燃烧
水冷预混
扩散燃烧 低氮燃烧器+烟气再循环
FGR型燃烧器+FGR
烟气内循环(FIR)型燃烧器
低氮燃烧改造方案对比:
1、贫混燃烧方式
堵塞可能造成锅炉出力下降,影响正常使用
金属网燃结破损可能造成爆燃,停炉熄火有回火风险,金属网造价高,使用寿命不长,不太适合北京市锅炉低氮改造。
2、水冷预混(典型锅炉:浙江力聚)
水冷预混在火焰根部采用高热系数的水冷壁,将预混火焰产生的高温迅速带走,有效抑制热力型氮氧化物,水冷壁起到了熄火保护作用,避免了回火风险。
优点:
炉体换热效率较在用炉大幅度增加,投资回报期较短,适合用户分布式供热系统,能有效将氮氧化物降低至30mg/m3以下。
缺点:
布风均匀性随规模增加,对排放有影响,从而限值了单体规模;
水冷循环系统与锅炉绑定,无法单独使用,适用于新建锅炉,造价较高。
3、FGR型低氮燃烧器+FGR
专门为FGR设计的燃烧器,火焰锋面温度分配均匀,可以承受20%以上的再循环率,再循环率对氮氧化物的影响非常明显。
优点:
普遍适用于我是锅炉低氮改造
缺点:
新风温度低于零度时可能出现冷凝水结冰问题,对分体机需要空气预热,能有效将氮氧化物排放降低30mg/m3以内。
冷炉启动时会产生冷凝水
启动时氮氧化物会略高于设计值
辐射换热较差,对流换热加强,锅炉效率有4%的下降
4、烟气内循环FIR(典型案例:水国)
依靠燃气的高速射流卷吸高温烟气,形成强内回流,在火焰区增加中温吸热工质流量,达到降低氮氧化物产生量的目的。
优点:
燃气压力要求达到200~400kPa,不具有普遍适用性,多用于大型(20t/h及以上)水管燃气锅炉
优点:
单燃烧器无需加FGR即可实现80mg/m3的排放
可增加FGR或炉内二次风实现超低氮氧化物排放
注:LBN+FGR技术内容不详,再次省略
四种低氮改造技术指标对比
技术路线 贫混燃烧 水冷预混 FGR型燃烧器+FGR FIR型燃烧器
安全性 回火、爆燃 结构防回火
燃烧效率 需要高过量空气系数 无显著影响 无显著影响 无显著影响
锅炉效率 (-)1~2% (+)2~5% (-)4% 无显著影响
投资
运行费 有投资回报
氮氧化物排放 <20 <30 <30 <20
其他 燃气、空气较脏,易堵 小容量使用 2t/h以上适用 燃气压力较高
 
新型低氮技术发展趋势
低氮改造
锅炉是一个整体,燃烧器与锅炉要充分配合才能发挥出最优效果,包括连接、炉膛与火焰匹配、烟速、以及是受热面的数量与布置,以上低氮改造技术也是在应用中具有相对的普遍性,在某些特点条件下使用其他技术会有不同的环境效益,因而去现场勘查锅炉情况,全面了解锅炉特性,才能有效地将锅炉低氮改造成功。
三汇能环能够依据您的锅炉特性,能够匹配到合适的低氮改造方式,能有效将氮氧化物排放控制在25mg/m3以内甚至更低,并协助您获取补贴,各种锅炉低氮改造均有成功案例,欢迎咨询。
 

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