XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

При переводе котла на природный газ возникает необходимость уменьшения предельно допустимые выбросы оксидов азота (NOx). Существует ряд технологий для снижения NOx в котлах, работающих на газе:

— уменьшение избытка воздуха, эффективность составляет: 0-20%;

— использование специальных горелок, эффективность составляет: 25%;

— использование третичного дутья, эффективность составляет: 25%;

— отключение верхних горелок, эффективность составляет: 25%;

— рециркуляция дымовых газов, эффективность составляет: 25-75%;

— селективное каталитическое восстановление, эффективность составляет: 90%;

— селективное некаталитическое восстановление, эффективность составляет: 30%.

При использовании специальных горелок для того, что добиться снижения выбросов оксидов азота, необходимо правильное распределение воздуха и расхода топлива между горелками.

Метод третичного дутья применяется с 1970 года. Этот метод заключается в том, что часть воздуха для горения отбирается с горелки и вводится в топку через форсунки третичного дутья, расположенными над горелками. Этот метод уменьшает соотношение воздух/топливо в горелке, следовательно, выбросы NOx снижаются. Кроме того, т.к. отведенный воздух вводится выше горелок, сгорание ведется полностью, CO отсутствует. Данный метод позволяет снизить на 25% выбросы NOx с минимальным воздействием на работу котла.

Отключение верхних горелок является альтернативой метода третичного дутья. Данный способ заключается в том, что одну или несколько горелок, расположенных на верхнем горелочном ярусе отключают от топлива, при этом на них воздух подается. Отключение верхних горелок приводит к снижению КПД котла на 1% из-за увеличения избытка воздуха.

При методе рециркуляция дымовых газов уходящие газы направляют в топку в районе факела, тем самым снижая его температуру. Также происходит снижение концентрации кислорода в зоне горения, замедление горения, а также сокращения количество свободного кислорода для реакции со свободным азотом. Однако, данный метод приводит к увеличение массового расхода газов через топку котла. Наблюдается увеличение скорости газов, теплопередачи в районе пароперегревателя.

Селективное каталитическое восстановление представляет собой метод преобразования оксидов азота в уходящих газах в молекулярный азот, воду и кислород за счет химической реакции этих оксидов с аммиаком в присутствии катализатора. Восстановление оксидов азота происходит при впрыске восстанавливающего агента — водного раствора аммиака в уходящие газы при температуре 300 — 420°С и последующем проходе смеси через катализатор.

Метод селективного не-каталитического восстановления основан на процессе очистки уходящих газов от оксидов азота путем восстановления оксидов азота аммиаком, аммиачной водой, мочевиной (карбамидом) и другими азотосодержащими соединениями, впрыскиваемыми в газовый тракт котла при температурах от 800°С до 1200°С.

Из всех рассмотренных методов наиболее оптимальным решение с экономической и экологической точки зрения является применение горелки с уменьшенным выбросом NOx.

Список литературы

Модернизации котлов — перевод на газ[электронный ресурс] - режим доступа: http://tesiaes.ru/?p=2214

Перевод котлов на сжигание угля [электронный ресурс] - режим доступа: http://www.ecoenergocom.com.ua/uk/services/8-blog/1-perevod-kotlov-na-szhiganie-uglya