层燃炉烟气再循环低氮燃烧技术.pdf

链条锅炉低氮燃烧技术方案

济南天净环保节能技术有限公司

山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室

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烟气再循环低NOx燃烧技术

1.概述

目前得到广泛应用的脱硝技术主要有选择性催化还原（SCR）技术、选择性非催化

还原（SNCR）技术和低氮燃烧（LNC）技术，其技术经济对比见下表。

技术名称SCRSNCRLNC

还原剂NH3为主氨水或尿素溶液无

反应温度300~400℃850~1100℃燃烧温度

反应器需要建设不需要不需要

催化剂需要，且定期更换，价格贵不需要不需要

脱硝效率70~95%30~75%15-60%

多选择于省煤器与空气预热器
还原剂喷射位置炉膛或炉膛出口燃烧区
之间

SO2/SO3转化有无无

NH3逃逸3~5ppm10~15ppm无

NH3与SO3易形成NH4HSO4，
对空气预热器影响几乎没有影响无
造成堵塞或腐蚀

系统压损1000pa左右无无

高灰分会磨耗催化剂，碱金属
燃料影响无无
氧化物会钝化催化剂

受炉膛内烟流及温
锅炉影响受省煤器出口烟气温度影响无
度分布情形影响

占地面积大小无

投资高低低

运行费用高低无

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选择脱硝工艺首要原则是：是能否实现达标排放，这和国家及地方的环境标准有关。

其次是综合考虑工艺的投资、运行维护费用、占地面积以及对锅炉负面影响等。根据以

上原则低氮燃烧技术应是首选，即使单独采用低氮燃烧技术不能实现达标排放，也能降

低SNCR或SCR工艺的投资和运行费用。

山东省锅炉大气污染物排放标准（DB37/2374-2013）规定2015年1月1日起现有

锅炉氮氧化物排放执行300mg/Nm3的排放标准。层燃炉（主要是链条炉）NOx实际排放

浓度一般较低，平均323mg/Nm3,个别能达到400mg/Nm3以上，因此现阶段采用低氮燃

烧技术完全能够实现达标排放，可为企业和用户节省大量的投资和运行维护费用。

2.技术定义及发展简历

技术定义：烟气再循环就是在锅炉尾部烟道某处通过再循环风机抽取的少部分烟气

返回到炉膛，以实现低氮燃烧、提高燃烧效率、调整蒸汽或热水参数等目的。烟气再循

环技术即可用于室燃炉也可用于层燃炉。

发展历程：最早一台在美国运行的带烟气再循环系统的机械式加煤锅炉始于1981

年，是美国CalpennAssociatesInc公司开发的，该技术在美国多个州得到推广应用，

实际证明烟气再循环技术是一种经得起时间考验的节能环保技术，能减少NOX排放，提

高锅炉效率。国内哈尔滨工业大学与山东大学联合成立的国家燃煤污染物减排国家实验

室于2009年立项研究工业锅炉低氮高效燃烧技术，先后提出烟气再循环、气固异相催

化还原NOx技术和空气分级与再燃结合技术等新技术，并得到实施，取得了良好的环保

效益和经济效益。

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3.技术原理

氮氧化物（NOx）减排是基于燃料层的低氧低温燃烧原理。通过烟气再循环把部分

烟气混入一次风中，可降低一次风的含氧量，在氧化区有利于降低温度减少热力型NOx

形成；在还原区，有利于形成更强的还原性气氛促进焦炭NOx的还原。在喉部设置二次

风喷口，形成空气分级燃烧，混入再循环烟气有利于增加二次风穿透力，强化二次风与

炉膛烟气的混合，从而使温度场均匀，避免形成火焰上部的局部高温区，抑制NOx的形

成。

再循环烟气中CO2、H2O等比热较大，一次风中混入烟气有利于炉排的冷却，穿过

煤层的风速提高有利于扩散燃烧，且低温（能降低煤层温度120℃）能避免结焦，从而

减少炉渣含碳量，提高锅炉热效率。

4.技术特点

（1）再循环烟气与空气分级燃烧密切结合，优化了一次风、二次风和再循环烟气

的流量配比，再循环烟气量可调，各区循环烟气量可调，促进可燃气体的燃尽。

（2）有利于炉内脱硫。采用烟气再循环的层燃炉煤层温度(1200~1370℃)低于传统

的均层燃炉(1350-1450℃)。这种较低温度比较适合炉内用钙脱硫。煤中含钙或煤中加入

石灰石与煤制成的粒状体时，就会在燃烧中与硫反应。

（3）能同时降低氮氧化物和提高锅炉热效率

（4）投资省、系统简单、运行费用低。

5性能指标

（1）脱硝效率20-50%，最高可达60%。

（2）提高锅炉热效率：大于1.5%

6工艺流程及主要设备

层燃炉烟气再循环低NOx燃烧技术的工艺流程见图2。系统主要有一次风烟气再

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循环风机、二次风烟气再循环风机机和一些管路、风门、控制系统等组成。

一般烟气从引风机出口抽出，经一次循环风机，送入炉排下的各风箱内，使新鲜

助燃空气和烟气适当混合后，从炉排下供入