Спеціально організовуючи топковий процес, можна сущест-венно зменшити кількість які виникають при горінні ок-сидів азоту. Практичне застосування знайшли такі методи:
А) Зниження температурного рівня в топці ефективно для котлів, в яких спалюється що не містить азоту природний газ. (Цей метод реалізується шляхом установки більшої кількості пальників, розташуванням пальників в кілька ярусів по висоті, застосуванням двухсветного екрану.
Б) Рециркуляція димових газів успішно використовується на газомазутних котлах з високою температурою в ядрі горіння. Ефективність її залежить від кількості і температури рециркулює газів, а також від організації введення їх в топку. Гази рециркуляції доцільно подавати в топку за окремим периферійному каналу пальника зі швидкістю, близькою до швидкості повітря.
На блоках 300 МВт Костромської ГРЕС застосування рецір-куляціі димових газів знизило концентрацію NOх з 800 до 400 мг / м 3.
Слід враховувати, що (рециркуляція газів кілька збільшує витрату електроенергії на власні потреби).
В) Уприскування вологи або пари в топку як засіб зниження викидів NOX відрізняється простотою, легкістю регулювання і низькими капітальними витратами. На газомазутних котлах він дозволяє знизити викиди NOХ на 20-30%, але вимагає витрат теплоти на пароутворення і викликає збільшення втрат з газами при спалюванні твердого палива результати дуже незначні. В цілому цей метод целесо-образний екологічно в аварійних ситуаціях, наприклад при особливо несприятливих метеорологічних умовах. При двухступенчатом спалюванні через всі пальники подають паливо з недоліком повітря, так щоб кисню не вистачало для освіти NOX. а в кінцеву частину факела вводять відсутній для повного згоряння повітря. Таким шляхом при спалюванні ковальських вугілля в котлах БК3-210-140Ф і БКЗ-220-100 вдалося знизити концентрацію NOх. в димових газах з 800 до 450 мг / м 3.
Г) Ступенева подача палива з відновленням NOX в топ-ке служить ефективним методом боротьби з оксидами азоту (рис. 3.5). Вище основних пиловугільних пальників в топці встановлюються додаткові пальника, в які подається частина палива з недоліком повітря і створюється зона з відновлювальної середовищем. Ще вище розташовують сопла для введення третинного повітря, необхідного для завершення згоряння.
Малюнок 3.5- Схема трехступенчатого спалювання для котла БКЗ-210-140 на твердому паливі
Д) Конструкція горілчаного пристрою багато в чому визначає інтенсивність запалення факела, швидкість змішування топ-лива з повітрям і максимальний рівень температур в ядрі горіння. Наприклад, на котлах БКЗ-420-140-5 Карагандинської ТЕЦ-3, що мають вихрові пальники з двома каналами по вторинному повітрю, шляхом уповільненої підмішування вто-ричного повітря до аеросуміші при спалюванні Екібастузського вугілля концентрація оксидів азоту знижена з 800 до 600 мг / м 3. а на котлі ГТ-57 блоку 500 МВт з 960 до 550 мг / м 3.
Подача пилу високої концентрації до пальників (10-30 кг пилу на 1 кг повітря) по трубопроводах малого діаметра (60-90 мм) призводить до зниження викидів оксидів азоту на 20%.
Е) Зниження надлишку повітря в топці при всіх видах палива призводить до зниження викиду оксидів азоту. Межа застосуй-мости цього способу полягає в появі у вихідних газах продуктів неповного згоряння (СО, Н2), збільшенні змісту горючих в віднесенні, збільшенні інтенсивності шлакування поверх-ностей нагріву і високотемпературної корозії екранів.
Г) Попередній підігрів палив до 700 ° С вивчений ще недостатньо. За попередніми даними цей метод по-зволяет знизити викид NOX в 2-2,5 рази. Результат до-Стігала попередніми (до подачі в топку) виділенням частини летючих.
Слід мати на увазі, що застосування того чи іншого методу придушення NOX викликає багато труднощів. Пояс-вується це складністю топкових процесів, різноманітністю конструкції топок, пальників і властивостей палив.
У тих випадках, коли шляхом придушення освіти NOХ у процесі спалювання палива досягти необхідного зниження викидів не вдається, можна застосувати очищення від них.
Методи хімічного очищення газів від NOх поділяються на такі групи:
-окислювальні, засновані на окисленні оксиду азоту в діоксид з подальшим поглинанням різними поглинь-ками;
-відновлювальні, засновані на відновленні оксиду азоту до азоту і кисню з застосуванням каталізаторів;
-сорбційні, засновані на поглинанні оксидів азоту різними сорбентами (цеолітами, торфом, коксом, водними розчинами лугів). Стосовно до очищення димових газів котлів найбільш перспективні відновлювальні методи. Найбільш вивчений метод полягає у відновленні оксидів азоту за допомогою аміаку. Цей метод заснований на селективному взаємодії аміаку з оксидами азоту при певних температурах.
При високих (900-1100 ° С) температурах вони протікають досить швидко (за частки секунди) без каталізаторів. При більш високих температурах відбувається розкладання аміаку з утворенням додаткових оксидів азоту; при менших - реакція різко сповільнюється і аміак буде викидатися в димову трубу. Для скорочення часу реакції і, отже, довжини тракту, в якому вона відбувається, необхідно забезпечити добре перемішування аміаку з ди-мовимі газами. Аміак подається у вільний від поверхонь нагріву обсяг у верхній частині газоходів котла в зоні пароперегрівача з газами або з парою. Необхідний для інтенсивного перемішування витрата газів рециркуляції з-ставлять близько 15%, витрата пара - від 1 до 3% паропроіз-водительности котла в залежності від способу введення і перемішування пароамміачной суміші з димовими газами. Необхідне відношення NH3 / NOX становить 0,9-1 стехиометрического. Ваговій витрата аміаку 0,5 частини на одну вагову частину NO.
Дозування аміаку має здійснюватися в залежно-сті від режиму котла так, щоб уникнути проскакування аміаку в атмосферу.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Малюнок 3.6- Схема установки для розкладання оксидів азоту:
1 - котел; 2-введення аміаку; 3 - реактор з каталізатором; 4 - підігрівач повітря; 5-вентилятор; 6 - електрофільтри; 7-димова труба: 8-система харчування аміаком; 9-сховище рідкого аміаку; 10-випарник; 11 - ємність
Через кілька тисяч годин роботи ефективність ката-лизатор на пиловугільних котлах (з досвіду їх роботи за кордоном) знижується. У цьому випадку можливе додавання ще одного ряду блоків каталізатора.
Для зниження концентрації NOх з 800 до 200 мг / м 3 на енергоблоці на вугіллі 500 МВт потрібно 0,7 т / год газоподібного аміаку. За умови автоматизації процесу залишкова концентрація аміаку в димових газах становить 0,005%.
За останні роки робилися спроби використання раз-особистих присадок до палива з метою зниження виходу оксидів азоту при горінні. Цікаві дослідження виконані в Сре-днеазіатском філії інституту ВНІІпромгаз.
При добавці мінеральної присадки типу ВТІ-4 (10% -ний водний розчин хлористого магнію), призначеної для зниження високотемпературної сульфідної і нізкотемператур-ної сірчистої корозії в котлі ПК-41-1 спостерігалося зниження викиду оксидів азоту при спалюванні мазуту з 0,6 до 0,42 г / м 3.