Formarea oxizilor de azot în timpul arderii combustibilului, metode de suprimare a formării oxizilor de azot în cuptoare
Un studiu al compoziției aerului atmosferic în zonele în care sunt amplasate centrale termice mari arată că oxizii de azot reprezintă o mare parte din poluarea totală a aerului. Chiar și la doze minime în aer, oxizii de azot irită organele respiratorii, distrug echipamentele și materialele și contribuie la formarea smogului.
Formarea oxizilor de azot în cuptoare are loc în principal ca urmare a oxidării azotului aerului la temperaturi ridicate, precum și a descompunerii și oxidării compușilor care conțin azot care alcătuiesc combustibilul. În gazele de ardere ale cazanelor, oxizii de azot constau de obicei din 95 - 99% oxid de azot NO și doar 1-5% dioxid de azot NO2.
Conform acestei teorii, reacția are un caracter complex în lanț. Viteza sa este determinată în principal de nivelul temperaturii și concentrația de oxigen din zona de reacție. Pe măsură ce temperatura scade, NO se descompune. Dar cu răcirea rapidă a produselor de ardere, care este tipică pentru unitățile moderne de cazane, efectul reacției inverse asupra rezultatului final este mic.
Formarea oxizilor de azot în cuptoarele unităților de cazane depinde de proiectarea și amplasarea arzătoarelor, puterea acestora, sarcina termică pe stratul arzătorului, tipul de combustibil, puterea termică a cuptorului, viteza de răcire cu gaz și alți indicatori.
Metode de suprimare a formării oxizilor de azot în cuptoarele cazanelor
Reducerea excesului de aer pe toți combustibilii are ca rezultat reducerea emisiilor de azot prin reducerea concentrației de oxigen. Prin reducerea a la 1,03, concentrația de oxizi de azot poate fi redusă cu 25-30%. Limita de aplicare a acestei metode constă în apariția produselor de combustie incompletă (CO), o creștere a conținutului de combustibili în antrenare, o creștere aintensitatea zgurii suprafețelor de încălzire (când se arde cărbunele) și coroziunea la temperatură înaltă a ecranelor cuptorului. Odată cu îndepărtarea zgurii lichide, problema evacuării zgurii din vatră este uneori complicată.
Recircularea gazelor de ardere în timpul arderii gazului și păcurului permite 2
Organizarea reciclării este asociată cu transportul gazelor praf la temperaturi ridicate. Acest lucru necesită instalarea unor aspiratoare speciale cu recirculare a fumului, care este asociată cu o creștere a energiei pentru nevoile proprii. Recircularea gazelor arse mărește rezistența traseului gazului și poate provoca o oarecare deteriorare a condițiilor de ardere.
Recircularea gazelor arse influențează temperatura de supraîncălzire a aburului. A fost folosit cândva pentru a controla supraîncălzirea. Recircularea instalată pe cazane pentru controlul temperaturii aburului supraîncălzit, după unele modificări, poate fi utilizată pentru a reduce formarea de oxizi de azot în camera de ardere.
Combustie în două etape (în două trepte). Constă în furnizarea prin arzătoarele de funcționare doar a unei părți din aerul necesar arderii (0,81). Restul aerului este furnizat prin duze speciale sau arzatoare „in gol”, situate deasupra arzatoarelor de functionare, pentru post-combustie a produselor de ardere incompleta. Îndepărtarea căldurii în zona de ardere primară reduce temperatura gazelor, astfel încât etapa finală a arderii se desfășoară la o temperatură mai scăzută. La arderea gazelor, o astfel de organizare a procesului de ardere duce la o reducere de aproximativ de două ori a emisiilor de NOx. Arderea păcurului reduce, de asemenea, emisiile de NOx cu 30 - 40%.
În ceea ce privește combustibilul solid, arderea în două etape poate fi utilizată în principal pentru cărbuni cu conținut scăzut de sulf și cu zgură redusă în cuptoare cu îndepărtarea cenușii solide. Când ardeți cărbuni cu reacții scăzute, această metodă poateduce la o creștere bruscă a combustibililor în antrenament.
Reducerea încălzirii aerului este un mijloc eficient de reducere a emisiilor de NOx din arderea gazelor. La cazanele pe petrol și cărbune, această metodă este aplicabilă într-o măsură mai mică datorită riscului de deteriorare a procesului de ardere a combustibilului.
Organizarea procesului de ardere cu flare. Prin încetinirea amestecului de aer secundar la amestecul de aer, de exemplu, alegând vitezele necesare de răsucire a fluxului sau creând un ecran dintr-un mediu inert între amestecul de aer și aerul secundar, este posibil să se obțină efectul de două- etapa de ardere în interiorul pistoletului. Acest lucru se poate face fără consecințele negative asociate cu zgura ecranelor cuptorului și coroziunea la temperatură înaltă.
Alimentarea cu apă și abur în zona de ardere. Aceasta duce la o oarecare scădere a formării oxizilor de azot. S-a obținut un efect pozitiv pentru instalațiile cu turbine cu gaz.
Introducerea de apă sau vapori de apă în cantitate de 5 - 10% din cantitatea totală de aer reduce nivelul de temperatură în cuptor, dar poate înrăutăți ușor procesul de ardere.
Limite posibile de reducere a formării de NO în cazanele centralelor termice, %