煙梗鍋爐脫硝可行性分析及措施

趙文學 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烤企業生產過程中產生的固廢垃圾，為煙葉復烤生產提供廉價的蒸汽供應，降低煙葉復烤企業對環境的影響。由于煙梗含氮量高，燃燒后產生的氮氧化物容易超標排放。若不采取相應措施，將對環境產生較為惡劣的影響。在現有鍋爐脫硝技術的基礎上，采用低氮燃燒和爐內噴尿素技術，能更加有效解決煙梗固廢處理中存在的NOX問題。

【關鍵詞】煙梗固廢；低氮燃燒；爐內噴尿素技術；NOX

一、引言

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

二、技術可行性分析

1、煙梗與煤工業分析、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℃。在實際工業生產過程中，與煤相比，煙梗燃料進入爐內會立即燃燒，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象發生。

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，采用煙氣再循環技術，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

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

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）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。為了適應實際生產過程中不同的負荷需求，風機采用變頻調速。

3、爐內噴尿素脫硝改造

（1）在爐膛的側水冷壁下部，溫度在850-1050位置開孔，安裝脫硝噴槍。

（2）在連續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，至合適液位關閉，根據濃度要求加入合適數量的尿素，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，與上升的煙氣接觸混合，降低氮氧化物量。

四、結論

改造完成后，鍋爐煙氣在線和當地環保監測數據顯示，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鍋爐脫硝改造工程具有示范性效應。

作者簡介：

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

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

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

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

5.羅本國 貴州迪鑫工業設備工程有限公司總經理，長期從事鍋爐安裝改造合同能源管理工作

（作者單位：1.云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠；

2.貴州迪鑫工業設備工程有限公司）