Снижение выбросов оксида азота

Аналогичные результаты были получены и при сжигании мазута в котле БКЗ-75-3.9ГМ ТЭЦ ОАО «ЧМЗ» (см. рис. 6). При работе котла в соответствии с режимной картой выбросы оксидов азота были максимальны и составляли 550-580 мг/м3. При снижении избытков воздуха до достижения концентрации C0=50-150 мг/м3 содержание NOX уменьшилось до 320-340 мг/м3, т.е. приблизительно на 40%. Следует отметить, что потери с уходящими газами q2 в этом случае снизились на 0,65% (см. рис. 7) в то время как потери с химическим недожогом возросли незначительно, приблизительно до 0,15%. Таким образом суммарно потери q2+q3 уменьшились приблизительно на 0,5%. Кроме этого также снизились затраты на собственные нужды — за счет снижения объемов воздуха и продуктов сгорания проходящих через ДС и ДВ. При сжигании природного газа также наблюдается повышение КПД котла при переходе на режимы с контролируемым недожогом (см. рис. 6б и 7б).

Таким образом, при сжигании природного газа и мазута за счет организации контролируемого умеренного химического недожога можно добиться заметного снижения эмиссии NOx. Однако увеличивать химический недожог сверх значений концентрации СО = 50 - 100 ррm (62,5-125 мг/м ), что существенно ниже нормативных значений, нецелесообразно по причине малого последующего эффекта (рис. 5) и увеличения суммарной токсичности дымовых газов за счет роста эмиссии СО и бенз(а)пирена. При этом снижение выбросов оксидов азота достигает 30-40%.

Следует особо отметить, что на многих котлах наблюдается значительные колебания концентрации кислорода в продуктах сгорания. Это может быть связано как с работой автоматики, так и с плохим техническим состоянием котельного агрегата. Так, например, на котле ЦКТИ-75-3,9, установленном на ТЭЦ ОАО "ЧМЗ" наблюдались колебания концентрации О2 в уходящих газах в диапазоне 6,8-7,8% об, при этом при попытке наладить режим с контролируемым недожогом концентрация СО составляла от 0 до 700 мг/м3 (рис. 8). В связи с этим для подобных котлов требуется проведение предварительных работ по уплотнению и настройке АСР.

Одним из аргументов против реализации режимов с умеренным недожогом топлива является увеличение эмиссии бенз(а)пирена C20H12 (рис. 6). Действительно бенз(а)пирен, как вредное вещество, относится к первому классу опасности и потому является более токсичным нежели оксиды азота. Однако объективно количественно оценить экологические показатели различных режимов сжигания топлива можно только с учетом, как токсичности различных вредных примесей (NOX, CO, C20H12), так и их массовых выбросов.

Известно, что концентрации различных примесей в продуктах сгорания самым тесным образом связаны между собой. Изменение режима сжигания топлива приводит к увеличению содержания одних примесей при одновременном снижении эмиссии других (рис. 5, 9). Поэтому экологическая безопасность режима будет тем выше, чем меньше значение суммарного относительного показателя вредности выбрасываемых дымовых газов.

Проведенные экспериментальные исследования процессов конверсии СО и БП в газовом тракте котельных установок показали принципиальную возможность реализации в котле различных режимов сжигания (рис. 10).

Режим сжигания без недожога

(рис. 10а) характеризуется повышенным выходом NOX и пониженным содержанием БП по всему газовому тракту (рис. 11). Содержание СО в дымовых газах в режимном сечении и за дымососом не превышает 5-10 ррm (6,25-12,5 мг/м3). Такие режимы, как правило, реализованы в режимной карте котла.

Режимы с недожогом топлива характеризуются меньшими концентрациями О2 в зоне горения и пониженным уровнем температур в топочной камере, в результате чего происходит затягивание процессов догорания продуктов неполного сгорания топлива в газоход котельной установки. При этом в зависимости от степени химического недожога (т.е. от затягивания процесса горения по длине газового тракта) принципиально возможны следующие варианты изменения концентраций БП и СО в газовом тракте котельной установки (рис. 10б, в, г).

Интересное из раздела

Загрязнение мирового океана
Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли. Водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды называется гидросферой. Поверхностные воды в основном сосредото ...

Организация и проведение исследований по влиянию природных загрязнителей на состояние здоровья
Загрязнение окружающей среды имеет почти такую же долгую историю, что и история самого человечества. Долгое время первобытный человек мало чем отличался от других видов животных и в экологи ...

Экологическая ситуация в моем городе
Термин «экология» ввел в науку немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 г. В переводе с греческого, экология – это наука о доме. Здесь под «домом» подразумевается окружающий нас мир. Первонача ...