加热炉氮氧化物生成机理及控制

氮氧化物排放控制原理及新技术

李俊华，陈亮，常化振，郝吉明 清华大学环境科学与工程系

(通讯地址：清华大学环境系，100084，Tel：62771093，email：lijunhua@)

摘要：NOx排放量逐年增加，造成区域酸沉降趋势不断恶化，大气中二次颗粒物臭氧（O3）和微细可吸入颗粒物（PM2.5）居高难下，严重影响人体健康和生态环境质量。本文介绍了我国NOx排放趋势,重点讨论了NOx控制原理及关键控制技术的研究进展。基于目前烟气脱硝技术存在的问题，提出了脱硝催化剂原材料和制备工艺国产化、针对我国不同煤种研究催化剂适应性的问题，以及下一步燃煤烟气协同污染控制最新研究方向。

关键词：氮氧化物，燃煤烟气，稀燃汽车，排放，脱硝催化剂，协同控制

1 我国NOx排放现状

《国家环境保护“十一五”规划》提出确保实现SO2减排目标，实施燃煤电厂脱硫工程，实施酸雨和SO2污染防治规划，重点控制高架源的SO2和NOx排放，综合改善城市空气环境质量。随着“十一五”期间对电厂实施烟气脱硫效果明显，大气SO2浓度及硫沉降均有所下降。但NOx作为一类主要的大气污染物，在我国其排放量仍在增加，不仅对人体健康造成直接危害，同时也不仅会造成空气中NO2浓度的增加

火电厂氮氧化物的生成和控制

任建兴1，翟晓敏1，傅坚刚2，陈群华3，吴志忠2

（1．上海电力学院，上海 200090；2．浙江省台州发电厂，浙江台州 318016；

3．东南发电股份有限公司，浙江杭州 310000）

摘 要：当前我国燃煤发电厂运行过程中产生的NOx是大气污染的主要因素之一．从火电厂燃料燃烧的基本特性出发，阐述了氮氧化物的生成机理，据此分析影响氮氧化物排放浓度的因素，并探讨了控制其排放量的措施以及分级燃烧的可行性．

关键词：火电厂；NOx；控制排放；分级燃烧

引 言

煤炭是当今世界主要能源之一，随着全球经济的高速发展，煤的开发利用已经给环境带来了严重污染，特别是燃煤电厂锅炉排放大量的硫氧化物和氮氧化物更进一步加剧了环境恶化［1］．一方面NOx在一定条件下可以和碳氢化合物一起形成光化学烟雾破坏大气环境，严重危害人类健康，恶化人类赖以生存的环境；另一方面，硫氧化物和氮氧化物又是形成酸雨的主要因素．目前，世界各地都有大片酸雨地带．我国酸雨的发展也异常迅速，严重的酸性降雨和脆弱的生态系统使我国经济遭受严重损失［2］．2000年电站锅炉燃料燃烧排入大气中的NOx达到5×106t．因此，文明、合理、

绪论

我国氮氧化物污染问题十分突出。氮氧化物排放总量居高不下，成为导致我国大气酸沉降、臭氧、灰霾等一系列环境问题的重要根源。如不加以控制，氮氧化物的增加可能会显著抵消二氧化硫减排带来的环境效益。因此，“十二五”期间我国迫切需要加强大气氮氧化物污染防治工作，并应将其放在与二氧化硫减排同等重要的位置。经过多年努力，我国大气氮氧化物污染防治政策法规逐渐完善、技术日益成熟、产业初具规模，但仍然面临一些发展瓶颈问题。做好氮氧化物的污染防治工作，急需制订科学的总体技术路线、修订完善相关标准和法律法规、促进控制技术和产业发展、加强有关基础研究，为氮氧化物污染防治提供有力支撑。

1、NOx的来源及危害

NOx的产生有两种途径：一是自然产生，二是人为产生。自然产生来源有闪电、大气中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等，自然界形成的NOx由于自然选择达到生态平衡，故对大气没有很大的污染。人为产生的NOx主要有三个来源，第一是燃料燃烧过程中产生；第二是各种机动车排放的尾气；第三是工业生产过程中排放，化学工业中如硝酸、各种硝化过程(如电镀)等生产过程都排放出NOx。人为产生的NOx因分布较集中，与人类活动关系

循环流化床锅炉氮氧化物生成与控制分析

殷立宝 ，张月 ，李加护

（华北电力大学动力系，河北 保定071003）

摘要: 本文从循环流化床锅炉中燃料燃烧过程的基本特性出发，阐述了氮氧化物的生成机理，据此分析了影响NOx和N2O排放浓度的因素，并探讨了控制NOx和N2O排

放量的措施。

关键词：循环流化床；锅炉，氮氧化物，排放，控制

中途分类号：TK229.66

前言

能源与环境是当今社会发展的两大问题，如何文明用能、合理用能已经成为人们越来越关注的话题。在能源的利用中，矿物燃料的燃烧要排放出大量污染物。例如，我国每年排入大气中的87%的SO2、68%的NOx和60%的粉尘均来自于煤的直接燃烧，因此，文明用能、合理用能，发展高效、低污染的清洁煤燃烧技术，降低NOx

和SO2的排放量是当前亟待解决的问题。 循环流化床锅炉是最近二十年里发展起来的一种新型燃烧技术，它的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈。它不但能达到90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。本文对循环流化床锅炉中的NOx

生成机制进行深入研究，分析影响NOx浓度的因素，探讨控制NO

名称 介质 入炉温度 出炉温度 热负荷 效率

减压炉 闪底油 265 388 5.55MW 92% 第一节加热炉检查

1、检查炉膛内的耐火材料是否符合要求，检查基础有无下沉，有无裂缝，炉体内耐火砖缝；

2、检查炉墙砌筑（砖缝、水平度、垂直度、表面凹凸不平度等）情况和保温质量是否符合要求，并按油品名称介质方向进行标识。 3、检查火咀、烟道挡板、防爆门、看火窗、回弯头箱门及一、二次风门等是否齐全好用，烟道仪表指示开度与实际开度是否相符。 4、检查加热炉辐射管，无对焊接口。

5、检查燃烧器喷嘴是否畅通、开孔率是否符合要求、喷射角度是否准确、长明灯是否安装良好。

6、检查加热炉炉管支架和吊架是否符合要求，防爆门和看火窗设计是否规范。目测加热炉炉管是否平齐、炉管外壁是否有不该有的耐火材料。 7、炉膛消防蒸汽及吹扫蒸汽设置是否合理。

8、检查所属的紧急放空设施、瓦斯阻火器、瓦斯分液罐、流量计是否齐全好用。 9、检查炉膛内各温度测量点的位置与热偶长度是否与设计条件相符，数量是否齐全。

检查炉管、回弯头、堵头、顶丝管板吊架、导向支撑的材质和安装情况，焊缝质量是否符合要求，试压是否合格。

10、检查并调试好烟道挡板的开度。

11、检查加热炉

锅炉氮氧化物排放调整方案

批准：

审核：

编写：

运行部

Xx 年xx 月xx 日

锅炉氮氧化物排放调整方案

一、氮氧化物（简称NO x，下同）的危害

锅炉燃煤燃烧过程中排放的NOx气体是危害大，且较难处理的大

气污染物，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。

二、目前我厂NO x的排放水平：

NO X 的排放值是通过在线监测烟气中NO 的含量，并经过一定系数转换成NO X 的排放量。

目前，我厂1号炉的NO x平均排放量在450 mg/ m3以上，2号炉的NO x平均排放量在500 mg/ m3左右，且1、2号炉的最高排放量均高达600mg/ m3以上。均已严重超出国家环保部门目前规定值：NO x 实时排放浓度小于450 mg/ m3，或累计排放量不超过规定值；至我厂脱硝改造完成后NO X不得超过100mg/ m3。

三、NO x的组成

炉内燃烧过程NOx 生成主要有三种类型，燃料型、热力型及快速型三种，燃料型NOx 约占80-90%，是各种低NOx 技术控制的主要对象。其次是热力型，主要是由于炉内局部高温造成，快速型NOx 生成量很少。

四、控制氮氧化物的措施

根据常规NOx 控制技术特征：低NOx 燃烧器

加热炉优化控制技术

一、开发背景

加热炉是石化企业重要的生产工艺设备，也是企业消耗燃料的主要设备。炼油企业的总能耗约占原油处理量的8%，其中，加热炉的燃料能耗约占炼油厂总能耗的30%~50%。加热炉的节能降耗是炼油厂节能工作的重要课题，提高加热炉的热效率，对于降低炼油厂的能耗、降低炼油生产成本、提高经济效益是密切相关的。

加热炉又是一个较为复杂的系统，其运行热效率受到诸多因素的影响。比如加热炉设计、设备状况、燃烧调整、工艺操作、运行负荷等。加强管理提高现场操作技能，是提高热效率重要途径，但最后仍需要立足于新装备、新技术、新工艺的应用，才能进一步长周期、比较稳定的提高效率、实现节能降耗的目标。 加热炉的操作，很大程度上依赖于现场管理和现场操作，比如燃烧器的调风门、雾化蒸汽调节、吹灰器的控制、自动点火的控制等。能够远程控制的，应当包括介质出口温度的控制、氧含量的控制、负压的控制。而目前真正能实现自动控制的，只有出口温度与燃料阀位的闭环控制。这种依赖于个人操作技能的操作方式，决定了加热炉的运行水平必然是参差不齐的，这样的技术现状与当前提倡的节能降耗、建设节约型社会的要求是有差距的。2002年，在济南召开的中国石化炼化企业加热炉工作会议上，与会专家认为

降低 板坯 加热炉 烧损

第28卷　第6期2006年12月四川冶金SichuanMetallurgyVol.28　No.6December,2006

降低加热炉氧化烧损的研究

罗宝军

(【摘　要】　通过调查分析板坯加热工艺,,,使板坯氧化烧损得到了有效控制。

【关键词】　加热炉　氧化　　UCEOXIDIZINGBURNING

LOSSOFHEATINGFURNACE

LuoBaojun

(TheHotRolledStripPlantofNewSteel&VanadiumCompanyPanzhihuaIronandSteelCo.)

[Abstract]　Throughinvestigateandanalysebilletreheatingtechnics,findthefactorwhichinfluencethebilletoxidizingburningloss,andthroughadoptedsometechnicmeasure,Reducedtheoxidzingbur2inglossofthebilletavailably.

[Keywords]　heatingfurnace,oxidizing,temperatureoutoffurn

摘要..............................................................III Abstract...........................................................IV 第一章 引言.........................................................1

1.1 冶金行业中常见的加热炉 ......................................1 1.2 环形加热炉的现状 ............................................1 1.3 加热炉的结构及工作方式 ......................................2 第二章 环形加热炉的工艺.............................................4

2.1 工艺特点及流程 ..............................................4

2.1.1 工艺特点..........................

1 概述

1.1 前言

本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。

1.2系统简介

加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。

加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。辐射段底部炉底安装三台燃烧器。

燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。

加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。

2 功能及技术特征

2.1工艺系统 2.1.1工艺系统简介

加热炉燃烧工艺系统流程