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如何降低垃圾焚烧炉NOx排放

  垃圾焚烧炉降低氮氧化物排放系统,是一种解决垃圾焚烧炉降低氮氧化物生成的技术方法,从布袋除尘器后烟气分成两路,一路使用引风机使烟气经过烟筒排入大气,一路使用烟气再循环风机进入炉膛。
 
  目前我国垃圾处理的推广途径逐渐转向焚烧处理,如果不采取措施将会向大气中排放大量的氮氧化物,给大气带来严重污染,最终不利于城市垃圾的无害化、减量化、资源化处理。
 
  在生活垃圾焚烧过程中,NOx主要有三个来源:一是垃圾自身具有的有机和无机含氮化合物在焚烧过程中与O2发生反应生成NOx;二是助燃空气中的N2在高温条件下被氧化生成NOx;三是助燃燃料(如煤、天然气、油品等)燃烧生成NOx。通过加强控制手段抑制NOx的形成或者将已经生成的NOx还原成为N2分子,是减少焚烧炉尾气NOx排放最为有效的手段,为了控制NOx排放通常需要在焚烧炉系统的余热炉出口引入二次风,在二次风中连续喷入尿素水或者氨水以控制NOx的产生;此结构方法虽然可以抑制NOx的产生,但大量的使用尿素水或者氨水同样也带来了尿素水或者氨水的运输存储,以及处理成本高的的问题。
 
  本方法是一种垃圾焚烧炉降低氮氧化物排放系统,是一种解决垃圾焚烧炉降低氮氧化物生成的技术方法,从布袋除尘器后烟气分成两路,一路烟气使用引风机使烟气经过烟筒排入大气,在排入大气前的烟气通过烟气在线监测NOx含量;另一路烟气使用烟气再循环风机使烟气经过烟气预热器引入垃圾焚烧炉出口,代替原有的二次风机的作用,满足抑制CO和二恶英产生所需的正常的搅动。
 
  为了实现上述目的,垃圾焚烧炉降低氮氧化物排放系统,包括顺序连接的焚烧炉、余热锅炉、锅炉省煤器、反应塔、除尘器,在焚烧炉设置有一次风入口,在余热锅炉设置有二次风入口,除尘器出口通过连接通道与排烟筒连接,连接通道中设置有第一排烟机,其中,在所述除尘器出口与第一排烟机之间的连接通道连通一个排烟旁路管道,所述排烟旁路管道连接至余热锅炉,在排烟旁路管道中设置有第二排烟机,在排烟旁路管道上设置有再循环烟气预热器。
 
  在垃圾燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与垃圾燃烧方式,特别是过量空气系数和燃烧温度等燃烧条件关系密切。垃圾在燃烧设备中生成的 NOX 主要包括NO 和NO2,其中NO 占90%~95%,NO2 是由NO 被O2 在低温下氧化而生成的。其中热力型NOX是由空气中的氮在高温下与氧反应生成的。空气中的氮在高温下被氧化成NO 的机理是相当复杂的,其生成机理遵从捷里多维奇(Zeldovich)机理,热力型NOX是由一个由氧原子引发的自由基链反应:O2→2O⑴ N2+O→NO+N ⑵ N+O2→NO+O ⑶
 
  反应⑴是在锅炉炉膛高温环境下空气中氧分子被离解成自由氧原子的过程。所生成的氧原子在高温下与空气中的氮分子反应生成NO,同时释放氮原子,而且氮原子只能通过反应⑵生成,而不能通过氮分子的分解生成。反应⑵所释放出的氮原子又与空气中的氧分子反应生成NO,以上反应所生成的NO 仅与空气中氮、氧浓度有关,而与燃料组分无关。
 
  基于这种理念,应该在焚烧炉的出口处增加气体的扰动,以及适当的调节加入空气,而不是简单的喷入尿素水或者氨水。因此,垃圾焚烧炉降低氮氧化物排放系统,如图1所示,包括顺序连接的焚烧炉1、余热锅炉2、锅炉省煤器3、反应塔4、除尘器5,在焚烧炉设置有一次风入口101,在余热锅炉设置有二次风入口201,除尘器出口通过连接通道6与排烟筒7连接,连接通道中设置有第一排烟机8,其中,在所述除尘器出口与第一排烟机之间的连接通道连通一个排烟旁路管道9,所述排烟旁路管道连接至余热锅炉,在排烟旁路管道中设置有第二排烟机10,在排烟旁路管道上设置有再循环烟气预热器11。
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