烟梗锅炉脱硝可行性分析及措施

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　　【摘 要】烟梗固废用作锅炉燃料能有效处理烟叶复烤企业生产过程中产生的固废垃圾，为烟叶复烤生产提供廉价的蒸汽供应，降低烟叶复烤企业对环境的影响。由于烟梗含氮量高，燃烧后产生的氮氧化物容易超标排放。若不采取相应措施，将对环境产生较为恶劣的影响。在现有锅炉脱硝技术的基础上，采用低氮燃烧和炉内喷尿素技术，能更加有效解决烟梗固废处理中存在的NOX问题。
　　【关键词】烟梗固废；低氮燃烧；炉内喷尿素技术；NOX
　　一、引言
　　烟梗、烟叶粉沫、青霉杂烟叶等烟叶复烤生产过程中产生的废弃物，具有含氮量、含氧量高，着火温度低等燃烧特性，燃烧后产生的氮氧化物容易超标排放。若直接采用现有的脱硝技术，生产成本将大幅提高。因此，云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂在现有锅炉脱硝技术的基础上，采用低氮燃烧和炉内喷尿素技术，有效解决了烟梗固废处理中存在的NOX问题。
　　二、技术可行性分析
　　1、烟梗与煤工业分析、元素分析和燃烧特性对比
　　通过以上分析，烟梗燃料含氮量、含氧量和挥发分均远高于煤，极易燃烧，实验所测烟梗着火温度为237.5℃。在实际工业生产过程中，与煤相比，烟梗燃料进入炉内会立即燃烧，容易造成局部燃烧温度过高，生成热力型的氮氧化物，因此无法采用分段送风控制燃烧温度。
　　2、烟梗燃烧特性对炉膛的要求
　　（1）炉膛辐射换热面积足够，特别是烟梗燃料进入炉膛后，能让烟梗燃烧产生的热量及时交换，控制燃烧温度在合理范围，降低热力型氮氧化物的生成量。
　　（2）炉膛流通截面积足够，降低炉膛烟气流速，延长烟梗燃料在炉膛停留时间，保证燃料能够充分燃烧，防止未完全燃烧的可燃成分进入锅炉其他受热面，避免受热面堵塞等现象发生。
　　3、烟梗燃烧特性对二次风的选择
　　烟梗燃烧过程会析出可燃气体和未燃尽固体颗粒，需要二次风补给氧量。二次风补给氧量能保证燃料充分燃烧，但又提高了燃烧温度不利于降低氮氧化物。因此，在二次风选择方面，采用烟气再循环技术，既能补充燃烧所需的氧量，又降低燃烧温度，有利于减少氮氧化物生成量。
　　4、脱硝方案的可行性选择
　　在实际生产过程中，烟梗通过低氮燃烧改造后，烟气在线监测氮氧化物为300-450mg，仍未达标。因此，在比较现有脱硝技术的基础上，选用投资少、运行费用低的炉内喷淋尿素技术进行二次脱硝。
　　三、烟梗锅炉脱硝措施
　　1、炉膛本体改造措施
　　通过热力计算，增加炉膛辐射换热面8.5㎡，炉膛出口烟温控制在780℃以下。炉膛流通截面积增加一倍，由1.9㎡增加到3.8㎡。烟气流速降低一倍，相当于燃料停留时间延长了一倍。
　　2、锅炉辅机改造
　　在布袋除尘器出口位置，安装一台风机，将总烟气排放量（20%以内）送回炉膛适当位置，高速喷射与炉膛上升烟气接触混合，补充炉膛空间内燃烧需要的氧量，降低燃烧温度，降低氮氧化物生成量。为了适应实际生产过程中不同的负荷需求，风机采用变频调速。
　　3、炉内喷尿素脱硝改造
　　（1）在炉膛的侧水冷壁下部，温度在850-1050位置开孔，安装脱硝喷枪。
　　（2）在连续排污余热装置出口安装搅拌罐和储存罐以及活塞泵，将管道连接至脱硝喷枪接口。
　　（3）空气管道连接至脱硝喷枪接口
　　锅炉运行时，打开连续排污余热装置排水阀，水温70℃的锅炉排污水进入搅拌罐，至合适液位关闭，根据浓度要求加入合适数量的尿素，启动搅拌装置，尿素和水充分溶解混合后，尿素液体进入储存罐备用。开启尿素液体活塞泵和压缩空气，尿素液体和压缩空气通过不同管道进入脱硝喷枪，在脱硝喷枪的作用下，形成雾化高速喷射至炉膛内，与上升的烟气接触混合，降低氮氧化物量。
　　四、结论
　　改造完成后，锅炉烟气在线和当地环保监测数据显示，烟气中氮氧化物的排放浓度达到国家排放标准，运行成本一天不足1000元，项目的成功实施对类似的生物质锅炉脱硝改造工程具有示范性效应。
　　作者简介：
　　1.赵文学 云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂加工车间主任，助理工程师，长期从事打叶复烤生产管理工作
　　2.周强 云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂加工车间副主任，助理工程师，长期从事打叶复烤生产管理工作
　　3.胡建武 云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂加工车间副主任，助理工程师，长期从事打叶复烤生产管理工作
　　4.程远强 贵州迪鑫工业设备工程有限公司热能工程师，长期从事锅炉运行改造设计工作。
　　5.罗本国 贵州迪鑫工业设备工程有限公司总经理，长期从事鍋炉安装改造合同能源管理工作
　　（作者单位：1.云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂；
　　2.贵州迪鑫工业设备工程有限公司）
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