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技术解析 | 探索含氮类有机废气的焚烧治理方法

信息来源:风熙环保 | 发布时间:2020年09月18日

技术解析 | 探索含氮类有机废气的焚烧治理方法



随着近年来我国民众的环境保护意识不断提升,空气污染防治正逐渐成为全民共同关注的话题,相关研究也因此大量涌现。基于此,本文将简单介绍工业有机废气焚烧治理方法,并深入探讨含氮类有机废气的焚烧治理技术。

摘要


作为燃煤烟气中三大有害物质之一,氮氧化物统称为NOx,属于污染大气的主要物质,通过形成酸雨和酸雾,氮氧化物可直接危害人体健康和生态环境。氮氧化物存在热力型、燃烧型、快速型三种生成方式,为有效降低氮氧化物和挥发性有机物的排放,正是本文围绕含氮类有机废气焚烧治理方法开展具体研究的原因所在。



工业有机废气焚烧治理方法

工业有机废气焚烧治理方法可细分为催化燃烧法与热力焚烧法,催化燃烧法可实现有机化合物的有效分解与聚合,并逐渐生成二氧化碳、水等产物,催化剂在催化燃烧法中发挥着关键性作用。催化燃烧法在应用中存在初期人力资源成本和资金消耗较高、设备运行期间费用较低的特点,但该技术应用过程中必须针对性选用防爆措施,并同时关注可能引发的二次污染问题;热力焚烧法主要通过700℃以上的温度分解有机化合物,相较于催化燃烧法250~500℃的温度需求,热力焚烧法的温度需求较高,其电力或燃料的消耗也更高,因此其存在运行费用过高、会产生大量有机废气等不足。随着蓄热式热力焚烧技术的出现,热力焚烧法存在的不足得到有效弥补,因此该技术也能够较好服务于工业有机废气焚烧治理。



含氮类有机废气的焚烧治理技术

1、 分级燃烧技术


为更好实现含氮类有机废气的焚烧治理,分级燃烧技术的 应用必须得到重视,低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧均能够较好提升焚烧治理有效性,具体技术应用如下:


(1) 低过量空气燃烧。在理论空气量前提下,NOx的排放可基于氧气含量的减少而得到控制,一般可实现15~20%的NOx减排,但如果氧气浓度过低,则很容易引发NOx减浓度急剧上升问题,最终引发化学不完全燃烧损失。因此,在分级燃烧技术的应用中,过量空气系数的合理选择极为关键。可采用低空气过剩系数运行技术,以此实现锅炉热效率提升、NOx减排,但该技术应用过程中需权衡碳氢化合物与一氧化碳含量升高带来的负面影响,并保证锅炉燃烧效率不受影响。


(2)空气分级燃烧。为更好实现含氮类有机废气的焚烧治理,可采用空气分级燃烧方法,由于基于两个阶段不同的空气量控制,即可有效治理含氮类有机废气。第一阶段,需供给70~75%的总燃烧空气量,以此满足缺氧富燃料燃烧条件,燃烧温度与燃烧速度降低、燃烧过程延迟可由此实现,NOx生成可得到一定程度控制。第二阶段,完全送入剩余空气,低过量空气燃烧存在的不足可基于全部燃烧得到有效弥补,通过有效控制燃烧过程并针对性改进锅炉,即可更好满足含氮类有机废气的焚烧治理需要。


(3)燃料分级燃烧。对于燃烧过程中产生的CnHm、C、H2、CO、CHi、NO,可通过还原反应生成水、一氧化碳、二氧化碳、氮气,由此焚烧治理技术的应用可针对性互粉含氮类有机废气,构建三级燃烧区,燃料分级燃烧可由此较好服务于含氮类有机废气治理。第一级燃烧区、第二级燃烧区分别送入80~85%、15~20%的燃料,第一级燃烧区生成的NOx会被送入第二级,并被还原为氮分子,第三级燃烧区则由“火上风”喷口形成,未完全燃烧产物可由此实现完全燃烧,充分燃烧的含氮类有机废气自然可有效降低废气带来的环境污染。


2、其他技术


除分级燃烧技术外,专用燃烧器、层燃炉、废气再循环也能够较好服务于含氮类有机废气的焚烧治理,具体治理路径如下:


(1)废气再循环。通过直接向锅炉中送入一部分含氮类有机废气,即可有效降低氧气浓度与燃烧温度,NOx排放也能够得到有效抑制。结合相关实践可以发现,废气再循环的效率增大可有效降低NOx减排效果,但这需要得到烟道、循环风机等硬件的支持,必要时单独配置锅炉并结合其他减排技术也能够更好实现含氮类有机废气治理,减少氮氧化物和挥发性有机物的排放。


(2)专用燃烧器。所谓专用燃烧器,指的是能够较好服务于焚烧治理的低含氮类有机废气燃烧器,氮氧化物和挥发性有机物的排放可得到有效控制。着火阶段属于NOx的主要生成阶段,因此可基于针对性设计改变空气与含氮有机废气的比例,以此实现燃料分级、空气分级、废气再循环,即可有效提升焚烧治理有效性。结合实际调研可以发现,各类低NOx燃烧器早已在我国各类企业中实现广泛应用并取得喜人成果,因此相关企业可基于针对性的技术、设备更新提升焚烧治理有效性。


(3)层燃炉。链条炉属于我国应用最为广泛的层燃炉,这一锅炉可实现类似于分级燃烧的燃烧过程,相较于传统的煤粉炉,其在NOx减排层面具备的优势必须得到重视,尾气中的碳氮化合物含量可得到有效控制。层燃炉可实现层状燃烧,除链条炉外,抛煤炉、往复推动排炉、振动排炉同样属于典型的层燃炉,这类层燃炉在含氮类有机废气的焚烧治理中所发挥的针对性作用同样不应被忽视。


结语

综上所述,含氮类有机废气的焚烧治理方法具备较高实用性。在此基础上,本文涉及的低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、废气再循环等内容,则提供了可行性较高的焚烧治理方法应用路径。为更好处理含氮类有机废气,农业废物与煤共燃技术的应用也需要得到重视,农业废物中的大量挥发酚可在其中发挥关键性作用。


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