明晟环保氨法脱硫：烟气再循环在降低NOx排放中应用

有效改善CFB锅炉燃烧过程低氮特性加入烟气再循环，努力降低NOx排放值，设法达到国家对燃煤炉的NOx排放标准;烟气再循环是其中一种低氮燃烧技术，通过控制循环烟气量及分级送风，达到低氮与高效燃烧有效地降低了NOx的生成，保障排放环保指标达标。

一、概述

我国循环流化床技术发展情况，目前我国有案可查的循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)已达4000余台，其中80%以上为中小型CFB发电机组或工业锅炉，多达3500台左右，420t/h以上蒸发量的大型CFB锅炉平均NOx排放指标为230mg/Nm3左右;240t/h中小型蒸发量的中小型锅炉NOx烟气排放更高一些，而平均为300mg/Nm3。未达到国家现阶段NOx排放标准。因此，有效改善CFB锅炉燃烧过程低氮特性加入烟气再循环，努力降低NOx排放值，必要时也可加装炉内喷氨SNCR装置，设法达到国家对燃煤炉的NOx排放标准，就成为不可回避的问题了。

二、NOx的生成、危害

化石燃料燃烧产物是重要的大气环境污染源之一。其中氮氧化物是燃烧过程中排放的污染物之一。氮氧化物、硫氧化物和固体颗粒排放物能产生酸雨、降低能见度和影响人类健康。燃烧任何化石燃料、由于温度高氧气的存在以及空气和燃料中的氮、都会产生一定量的NOx。燃烧过程中排放出来的NOx约90%是NO，5%到10%是N02，l%是N20。烟气排出烟囱后其中的NOzui终在大气中被氧化成NO?。在电厂烟囱排气中经常看到的红棕色即是NO?。在大气中NO?经过一系列反应形成二次污染物。NO?与太阳光和碳氢团反应形成光化学烟雾和酸雨的成分。

氮氧化物NOx主要是通过三种路经形成的：热力型、快速型、及燃料氮。

热力型或Zeldovich型氮氧化物是通过下列基本反应形成的：

O+N2→NO+N(1—1)

N+02→NO+O(1—2)

N+OH→NO+H(1—3)

传统的保证充分燃烧的条件(高温、足够长的停留时间、高湍流度或混合)都是增加热力型氮氧化物的因素。因此，需要在有效燃烧及控制氮氧化物的生成之间寻找一个佳点。降低热力型NOx可以通过对燃烧系统修改来实现。通过控制燃料与空气的混合来控制燃烧速度，从而降低燃烧zui高温度点的温度以此来降低热力型NOx的形成。通过分级燃烧即先加入部分燃烧空气，使燃料在*燃烧之前*行部分冷却然后在逐步加入剩余的燃烧空气亦可有效降低热力型NOx的产生。采用烟气再循环可有效地降低zui高温度区域的温度，从而减少热力型NOx的产生。燃料型NOx是煤燃烧时产生的NOx的主要来源。研究燃料型NOx的生产和破坏机理，对于如何有效地在燃烧过程中控制NOx的排放具有重要的意义。煤燃烧时约75%至90%的NOx是燃料型NOx。

三、烟气再循环技术理论

高温低氧燃烧技术(HTAC)是20世纪90年代发展起来的一种新型燃烧技术。由于这项技术突出的节能与环保优势，在许多国家得到了广泛的重视，到1995年，已经有800多套工业炉采用该技术进行改造。烟气再循环是其中一种低氮燃烧技术，即从锅炉尾部烟道抽取一部分低温烟气(主要成分N2，O2和CO2)返回炉内，参与辅助燃烧和流场整合。抽取的烟气通过与烟气的混合后送入炉内。烟气再循环的效果不仅与燃烧种类有关，还与再循环烟气量有关。循环烟气量一般以烟气循环率β来表示，即烟气再循环量与燃烧设备锅炉排烟总量之比。烟气再循环技术，其核心在于利用烟气所具有的低温低氧特点，将部分烟气再次喷入炉膛合适部位，降低炉膛内局部温度以及形成局部还原性气氛，从而抑制NOx的生成。

近年来国内众多学者对烟气再循环进行了相关研究取得了不少成果。烟气再循环技术可以降低炉膛内平均温度，从而降低NOx的生成量;通过研究烟气再循环对高温燃烧及其NOx排放特性影响。发现烟气再循环有效的降低了助燃空气中的氧含量，降低了火焰局部高温，有效的抑制了热力型NOx的生成。

通过控制循环烟气量与吸入空气混合，有效的降低入炉空气氧量，达到控制炉出口过剩空气降低，在分级送风阶段通过控制主副床风量氧量，使主副床温度及温差水平，达到低氮与高效燃烧有效地降低了NOx的生成平均各炉比未投入烟气再循环前NOx平均折标后降低180mg/Nm3，效果较明显。再通过SCR及SNCR的投入就能保障排放环保指标达标。

明晟环保凭借几十年的化工经验，以实体工业求发展，以低碳经济、变废为宝为理念，从根本上解决了高耗能和二次污染问题，使超低排放科技化、系统化。 

明晟环保愿与社会各界联合起来，共负社会和历史的责任，推进人类文明的进步。