Методы снижения выбросов оксида азота

Специальная организация топочного процесса позволяет существенно уменьшить количество образовавшихся при горении оксидов азота.

Снижение температурного уровня в топке. Способ эффективен для котлов, в которых сжигается природный газ. Метод реализуется путем установки большего числа горелок в несколько ярусов по высоте, применением двухсветного экрана, который позволяет снизить температуру в топке

Рециркуляция дымовых газов. Суть: газы отбираются после водяного экономайзера при температуре 300 - 400 °С и специальным рециркуляционным дымососом подаются в топочную камеру. Газы рециркуляции подают в топку по отдельному периферийному каналу горелки со скоростью, близкой к скорости воздуха. Рециркулирует 15-20 % от общего количества дымовых газов. Эффективность метода 50 %.

Впрыск влаги или пара в топку в количестве 5-10 % от всего количества воздуха.

Достоинства метода: простота, легкость регулирования, низкие капитальные затраты. На газомазутных котлах позволяет снизить выбросы NO_x на 20-30 %.

Недостатки: требуются затраты теплоты на парообразование, увеличиваются потери теплоты с уходящими газами. При сжигании твердого топлива результаты незначительны.

Двухступенчатое сжигание. Через все горелки подают топливо с недостатком воздуха ( = 0,8 ÷ 0,95), так, чтобы кислорода не хватало для образования NO_x. А в конечную часть факела вводят недостающий для полного сгорания воздух. Эффективность метода 40-45%

Ступенчатая подача топлива с восстановлением NO_x в топке.

3 = = 1,2

2 = = 0,9

1 = =1

1 – зона установки основных горелок; 2 – восстановительная зона за счет образования СО и Н₂; 3 – зона дожигания СО и Н₂.

Рисунок 4.6 – схема расположения горелок при ступенчатой подаче топлива

- коэффициент расхода воздуха.

Выше основных пылеугольных горелок (рисунок 4.6) в топке ( =1) устанавливают дополнительные горелки ( = 0,9), в которые подается часть топлива с недостатком воздуха и создается зона с восстановительной средой за счет образования СО и Н₂. Ещё выше располагаются сопла для ввода третичного воздуха, необходимого для завершения сгорания ( = 1,2) – зона дожигания СО и Н₂.

Конструкция горелочного устройства также определяет интенсивность воспламенения топлива в факеле, скорость смешивания топлива с воздухом и максимальный уровень температур в ядре горения;

Подача пыли высоких концентраций (10 – 30 кг пыли/1 кг воздуха) к горелкам по трубопроводам малого диаметра 60-90 мм приводит к снижению NO_x на 20%.

Снижение избытка воздуха в топке. Используется для всех видов топлива. При = 1,03 ÷ 1,07 снижается концентрация кислорода в топке, а, следовательно, концентрация NO_x. Предел применимости этого способа заключается в появлении в уходящих газах продуктов неполного сгорания, увеличивается и содержание горючих в уносе, увеличивается интенсивность шлакования поверхностей нагрева, высокотемпературная коррозия экранов.

Условия работы топок с низким избытком воздуха – точная дозировка топлива и воздуха в каждую горелку; отсутствие неорганизованного присоса в топке; высокая газоплотность в топочной камере.

Предварительный подогрев топлива до 700 °С. Метод позволяет снизить выброс NO_x в 2-2,5 раза. Результат достигается предварительным (до подачи в топку) выделением части летучих.

Каждый метод подавления оксидов NO_x вызывает много трудностей, связанных со сложностью топочных процессов, разнообразием конструкций топок, горелочных устройств и свойств топлив. В тех случаях, когда путем подавления образования NO_x в процессе сжигания топлива не удаётся достичь требуемого снижения выбросов, применяется очистка от них.