煙梗鍋爐脫硝可行性分析及措施

趙文學(xué) 周強 胡建武 程遠強 羅本國

【摘 要】煙梗固廢用作鍋爐燃料能有效處理煙葉復(fù)烤企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固廢垃圾，為煙葉復(fù)烤生產(chǎn)提供廉價的蒸汽供應(yīng)，降低煙葉復(fù)烤企業(yè)對環(huán)境的影響。由于煙梗含氮量高，燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物容易超標排放。若不采取相應(yīng)措施，將對環(huán)境產(chǎn)生較為惡劣的影響。在現(xiàn)有鍋爐脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用低氮燃燒和爐內(nèi)噴尿素技術(shù)，能更加有效解決煙梗固廢處理中存在的NOX問題。

【關(guān)鍵詞】煙梗固廢；低氮燃燒；爐內(nèi)噴尿素技術(shù)；NOX

一、引言

煙梗、煙葉粉沫、青霉雜煙葉等煙葉復(fù)烤生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，具有含氮量、含氧量高，著火溫度低等燃燒特性，燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物容易超標排放。若直接采用現(xiàn)有的脫硝技術(shù)，生產(chǎn)成本將大幅提高。因此，云南煙葉復(fù)烤有限責任公司石林復(fù)烤廠在現(xiàn)有鍋爐脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用低氮燃燒和爐內(nèi)噴尿素技術(shù)，有效解決了煙梗固廢處理中存在的NOX問題。

二、技術(shù)可行性分析

1、煙梗與煤工業(yè)分析、元素分析和燃燒特性對比

通過以上分析，煙梗燃料含氮量、含氧量和揮發(fā)分均遠高于煤，極易燃燒，實驗所測煙梗著火溫度為237.5℃。在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中，與煤相比，煙梗燃料進入爐內(nèi)會立即燃燒，容易造成局部燃燒溫度過高，生成熱力型的氮氧化物，因此無法采用分段送風控制燃燒溫度。

2、煙梗燃燒特性對爐膛的要求

（1）爐膛輻射換熱面積足夠，特別是煙梗燃料進入爐膛后，能讓煙梗燃燒產(chǎn)生的熱量及時交換，控制燃燒溫度在合理范圍，降低熱力型氮氧化物的生成量。

（2）爐膛流通截面積足夠，降低爐膛煙氣流速，延長煙梗燃料在爐膛停留時間，保證燃料能夠充分燃燒，防止未完全燃燒的可燃成分進入鍋爐其他受熱面，避免受熱面堵塞等現(xiàn)象發(fā)生。

3、煙梗燃燒特性對二次風的選擇

煙梗燃燒過程會析出可燃氣體和未燃盡固體顆粒，需要二次風補給氧量。二次風補給氧量能保證燃料充分燃燒，但又提高了燃燒溫度不利于降低氮氧化物。因此，在二次風選擇方面，采用煙氣再循環(huán)技術(shù)，既能補充燃燒所需的氧量，又降低燃燒溫度，有利于減少氮氧化物生成量。

4、脫硝方案的可行性選擇

在實際生產(chǎn)過程中，煙梗通過低氮燃燒改造后，煙氣在線監(jiān)測氮氧化物為300-450mg，仍未達標。因此，在比較現(xiàn)有脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用投資少、運行費用低的爐內(nèi)噴淋尿素技術(shù)進行二次脫硝。

三、煙梗鍋爐脫硝措施

1、爐膛本體改造措施

通過熱力計算，增加爐膛輻射換熱面8.5㎡，爐膛出口煙溫控制在780℃以下。爐膛流通截面積增加一倍，由1.9㎡增加到3.8㎡。煙氣流速降低一倍，相當于燃料停留時間延長了一倍。

2、鍋爐輔機改造

在布袋除塵器出口位置，安裝一臺風機，將總煙氣排放量（20%以內(nèi)）送回爐膛適當位置，高速噴射與爐膛上升煙氣接觸混合，補充爐膛空間內(nèi)燃燒需要的氧量，降低燃燒溫度，降低氮氧化物生成量。為了適應(yīng)實際生產(chǎn)過程中不同的負荷需求，風機采用變頻調(diào)速。

3、爐內(nèi)噴尿素脫硝改造

（1）在爐膛的側(cè)水冷壁下部，溫度在850-1050位置開孔，安裝脫硝噴槍。

（2）在連續(xù)排污余熱裝置出口安裝攪拌罐和儲存罐以及活塞泵，將管道連接至脫硝噴槍接口。

（3）空氣管道連接至脫硝噴槍接口

鍋爐運行時，打開連續(xù)排污余熱裝置排水閥，水溫70℃的鍋爐排污水進入攪拌罐，至合適液位關(guān)閉，根據(jù)濃度要求加入合適數(shù)量的尿素，啟動攪拌裝置，尿素和水充分溶解混合后，尿素液體進入儲存罐備用。開啟尿素液體活塞泵和壓縮空氣，尿素液體和壓縮空氣通過不同管道進入脫硝噴槍，在脫硝噴槍的作用下，形成霧化高速噴射至爐膛內(nèi)，與上升的煙氣接觸混合，降低氮氧化物量。

四、結(jié)論

改造完成后，鍋爐煙氣在線和當?shù)丨h(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，煙氣中氮氧化物的排放濃度達到國家排放標準，運行成本一天不足1000元，項目的成功實施對類似的生物質(zhì)鍋爐脫硝改造工程具有示范性效應(yīng)。

作者簡介：

1.趙文學(xué) 云南煙葉復(fù)烤有限責任公司石林復(fù)烤廠加工車間主任，助理工程師，長期從事打葉復(fù)烤生產(chǎn)管理工作

2.周強 云南煙葉復(fù)烤有限責任公司石林復(fù)烤廠加工車間副主任，助理工程師，長期從事打葉復(fù)烤生產(chǎn)管理工作

3.胡建武 云南煙葉復(fù)烤有限責任公司石林復(fù)烤廠加工車間副主任，助理工程師，長期從事打葉復(fù)烤生產(chǎn)管理工作

4.程遠強 貴州迪鑫工業(yè)設(shè)備工程有限公司熱能工程師，長期從事鍋爐運行改造設(shè)計工作。

5.羅本國 貴州迪鑫工業(yè)設(shè)備工程有限公司總經(jīng)理，長期從事鍋爐安裝改造合同能源管理工作

（作者單位：1.云南煙葉復(fù)烤有限責任公司石林復(fù)烤廠；

2.貴州迪鑫工業(yè)設(shè)備工程有限公司）