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超低排放循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計基礎(chǔ)

2.１煤的分析

鍋爐煙氣中的SO2和NOx是由煤燃燒生成的，因此，設(shè)計超低排放循環(huán)流化床鍋爐首先必須對設(shè)計煤種特性進行分析。常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計時，鍋爐制造廠需要用戶提供設(shè)計煤種的化學(xué)元素分析結(jié)果和煤的粒徑分布，其主要目的是進行鍋爐熱力計算、煙風(fēng)阻力計算和結(jié)構(gòu)布置等。超低排放循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計時，除完成上述工作以外，對選定的設(shè)計煤種、設(shè)計石灰石也要進行取樣試燒試驗。試燒過程中，測定不同燃燒工況下煙氣中SO2和NOx的含量、灰的成灰磨耗特性、石灰石燒結(jié)特性和脫硫活性等。將試燒試驗結(jié)果作為循環(huán)流化床鍋爐床溫、還原氣場及分離器優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。

2.2NOx的生成

煙氣中NOx主要包括NO、NO2和N2O。NOx的生成分為三種類型，即燃料型、溫度型、快速溫度型。循環(huán)流化床燃燒屬于低溫燃燒技術(shù)，燃燒溫度一般控制在800～900℃之間，因此，循環(huán)流化床鍋爐煙氣中的NOx主要是燃料型，NOx中的N元素來自于煤，與空氣中的N元素關(guān)系不大。循環(huán)流化床鍋爐煙氣中NOx主要成分是NO，占95％以上，另有少量的NO2和N2O。

循環(huán)流化床燃燒也屬于分段燃燒。燃料型NOx主要在煤的干餾燃燒過程中生成于流化床和密相區(qū)，因此，合理控制此區(qū)間的燃燒溫度、氧量就能降低NOx的生成量。在一個足夠大的流化床和密相區(qū)空間里，嚴(yán)格控制燃燒溫度、氧量和燃燒物料的顆粒粒徑，以便生成大量的CO，并將NO還原成N2。