亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        調(diào)整空氣/燃?xì)馀浔冉档蜔煔庵蠳Ox的實踐

        2018-12-17 01:14:32張典元魏翔
        石油石化綠色低碳 2018年6期
        關(guān)鍵詞:煙氣

        張典元,魏翔

        (1.中國石油哈爾濱石化公司,黑龍江哈爾濱 150056;2.中國石油華北石化公司,河北任丘 062550)

        主題詞:NOx排放 低NOx燃燒技術(shù) 氧含量 空氣/燃?xì)馀浔?/p>

        2015年5月國家發(fā)布了新的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31570-2015和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31571-2015,要求現(xiàn)有石油煉制企業(yè)自2017年7月1日起按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工藝加熱爐煙氣中顆料物小于20 mg/m3,SO2含量小于100 mg/m3,NOx含量小于150 mg/m3(關(guān)鍵地區(qū)須小于100 mg/m3)。

        現(xiàn)有降低NOx的最有效方法是低氮燃燒技術(shù),但需要停爐后實施,而目前各煉化企業(yè)大多長周期運行“三年一修”或更長,這對正在運行且短期內(nèi)無法停運的加熱爐而言無法實施。煙氣中的NOx含量在200 mg/m3以上,嚴(yán)重超標(biāo),因此最棘手的問題就是如何在運行條件下通過操作調(diào)整來降低NOx含量。這就要從NOx的形成機理及影響因素入手,通過現(xiàn)場實踐找出控制措施。

        1 氮氧化物 NOx 生成機理

        燃料燃燒生成的NOx主要是NO和NO2,其中NO占90%以上,因此研究NOx的生成機理及控制方法主要針對NO。NO本身并非毒性,但其性質(zhì)極不穩(wěn)定,很容易在大氣中陽光下被氧化成NO2。

        煙氣中NO來自兩方面:一是燃燒所用空氣中的氮被氧化,是NO的主要來源;二是燃料自身所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。NO繼續(xù)與氧反應(yīng)生成腐蝕性氣體NO2,NO2溶于水并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硝酸或硝酸和一氧化氮,化學(xué)反應(yīng)式為:

        燃燒過程中NOx的生成機理主要有快速型、燃料型、溫度型三種:

        1)快速型NOx

        快速型NOx是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高的區(qū)域燃燒時,高溫分解生成CH自由基(碳?xì)湓訄F(tuán)),與空氣中的N2反應(yīng)生成CH和HCN等化合物,這些化合物繼續(xù)被氧化,以快速的反應(yīng)速率生成NOx。其比例很小一般不予考慮。

        2)燃料型NOx

        燃料型NOx是指燃料中固有氮化物(如HCN、NH3)在燃燒過程中發(fā)生熱分解再氧化生成NO,NO排放到大氣中被氧化為NO2,其比例占NOx總排放量的70%~80%。

        3)溫度型(熱力型)NOx

        溫度型NOx是指空氣中的N2和O2在高溫1 400℃條件下反應(yīng)生成NO。燃燒溫度對熱力型NOx的生成量具有決定性作用,當(dāng)火焰溫度低于1 400℃時NOx生成量很少;超過1 420℃后NOx生成量大大增加,降低火焰溫度是降低NOx的有效方法。

        2 NOx 控制技術(shù)方案

        2.1 NOx 生成量的影響因素

        決定NOx生成量的主要因素是煙氣氧含量、燃燒溫度、煙氣在高溫區(qū)的停留時間、燃料組成等。

        2.1.1 煙氣氧含量(過??諝庀禂?shù))對NOx生成量的影響

        煙氣中的NOx不外乎是空氣中的氮或燃料中的氮因空氣中的氧存在而被氧化產(chǎn)生,因此控制煙氣氧含量可有效控制NOx的生成。圖1是過剩空氣系數(shù)對NOx生成量的影響趨勢,由圖1可以看出,隨著過??諝庀禂?shù)的增加,NOx生成量不斷增多;在過??諝庀禂?shù)增加到1.6~1.7時,NOx濃度達(dá)到最大值,然后NOx濃度逐漸降低。

        因此,在實際生產(chǎn)中將煙氣氧含量控制在2.0%以下(過??諝庀禂?shù)1.1以下),基本可以將NOx含量控制在150 mg/m3指標(biāo)以內(nèi),但不完全燃燒產(chǎn)生的CO含量升高,且控制難度大,操作不穩(wěn)定,不利于長周期運行。因此要找到既能將NOx濃度降至最低,又能控制CO含量最低的“氧含量”最佳控制點。

        圖1 過??諝饬繉OX生成量的影響

        目前,CO控制燃燒技術(shù)——低氧燃燒不斷推廣應(yīng)用,該技術(shù)將煙氣中的CO控制在微量水平,實現(xiàn)空氣和燃料的優(yōu)化配比,使燃燒處于不完全燃燒和完全燃燒的臨界狀態(tài)。該技術(shù)方案與傳統(tǒng)氧含量控制燃燒的方法對比,具有較多優(yōu)點,詳見表1。

        2.1.2 燃燒溫度對 NOx生成量的影響

        控制燃燒溫度的關(guān)鍵是降低火焰溫度,這與空氣溫度、爐膛溫度等有直接關(guān)系。圖2是常規(guī)燃燒器NOx生成系數(shù)與爐膛溫度的關(guān)系。

        2.1.3 煙氣在高溫區(qū)的停留時間對NOx生成量的影響

        圖3是煙氣在高溫區(qū)的停留時間與NOx生成量的關(guān)系曲線,可以明顯看出,隨著局部溫度升高,NO生成量增多;而同一溫度下停留時間延長,NO生成量也大幅增多。

        由于NO生成反應(yīng)所需活化能高于燃燒反應(yīng),故NO生成速度比燃燒反應(yīng)要慢。因此在火焰內(nèi)不會大量生成NO,而NOx大量生成的部位在火焰下游側(cè)局部高溫、局部氧濃度大、煙氣停留時間長的區(qū)域。因此日常操作調(diào)整主要是通過降低煙氣氧含量、調(diào)整爐膛溫度分布均勻減少局部過熱等來控制NOx的生成。

        表1 CO控制燃燒與傳統(tǒng)的氧含量控制燃燒技術(shù)對比

        圖2 常規(guī)燃燒器NOx生成系數(shù)與爐膛溫度的關(guān)系

        圖3 NO生成與燃燒溫度、停留時間的關(guān)系

        2.1.4 燃料組分對 NOx生成量的影響

        當(dāng)燃料氣中的氫含量增多時,會使火焰溫度升高,因而NOx生成量增加。圖4是燃料中氫含量與NOx生成量的關(guān)系,由圖4可以看出,隨著燃料氣中氫含量的升高,NOx生成系數(shù)大幅提高。表2列出了三種氣體燃燒溫度,可看出H2燃燒溫度最高。

        圖4 NOx生成系數(shù)與燃料中氣氫含量關(guān)系

        表2 單一組分氣體燃燒溫度

        2.2 降低 NOx 的燃燒技術(shù)分析

        控制NOx生成量的技術(shù)措施可分為兩大類:一是爐內(nèi)脫氮;二是尾部脫氮。

        爐內(nèi)脫氮又稱低NOx燃燒技術(shù),就是采用各種燃燒技術(shù)來抑制燃燒過程中NOx的生成;尾部脫氮又稱煙氣脫氮,屬于煙氣凈化技術(shù),即把尾部煙氣中已生成的NOx還原或吸附,從而降低NOx排放。

        低NOx燃燒技術(shù),主要靠改進(jìn)燃燒過程來實現(xiàn),其主要形式有燃料分級燃燒、空氣分級燃燒、煙氣返回再循環(huán)、多點燃燒-精準(zhǔn)配風(fēng)、分割火焰及其技術(shù)組合等,運行效果對比見表3。

        2.2.1 燃料分級燃燒

        各種爐內(nèi)脫氮技術(shù)以燃料分級效率較高。燃料分級燃燒也被稱為燃料再燃技術(shù)。將80%~85%的燃料送入主燃區(qū)(一級燃燒),該區(qū)域過剩空氣系數(shù)為1.0~1.1,是氧化性或弱還原性氣氛,燃料在“富燃料貧氧”環(huán)境下燃燒,因為氧含量低,且燃燒溫度也降低,所以NOx生成濃度降低。

        表3 多種低NOx燃燒技術(shù)對比

        在主燃區(qū)的上方,送入剩余15%~20%的燃料,稱為再燃區(qū)(二級燃燒)。該區(qū)域過??諝庀禂?shù)<1.0,具有很強的還原氣氛,在主燃區(qū)生成的NO在高溫和還原氣氛下被還原成氮分子N2,因此再燃區(qū)不僅能還原已經(jīng)生成的NOx,而且還抑制新的NOx生成。經(jīng)過上述兩次燃燒,有效抑制了在高溫、富氧條件下燃燒而產(chǎn)生的NOx,從而使NOx的生成濃度大幅度降低。

        為了保證燃料的完全燃燒,在二級燃燒區(qū)的上面還布置燃盡區(qū),在燃盡區(qū)的上方送入少量的二次風(fēng),使未燃盡的燃料燃燒完全。

        整個爐膛劃分為主燃區(qū)、再燃區(qū)、燃盡區(qū),各區(qū)域過??諝庀禂?shù)值分別為為1.0~1.1,0.8~0.9,1.16。

        2.2.2 空氣分級燃燒

        根據(jù)NOx生成機理,燃燒區(qū)處于“貧氧燃燒”狀態(tài)時,抑制NOx的生成有明顯效果。據(jù)此,將燃燒過程分階段完成,一級燃燒區(qū)供給全部燃燒所需空氣量的80%(一次風(fēng)),形成“富燃料貧氧”區(qū),從而降低了氧濃度,也降低了燃燒區(qū)溫度。燃燒所需其余的20%左右的燃盡風(fēng)(二次風(fēng)),通過燃燒器上方的風(fēng)噴口送入爐膛,與一級燃燒的煙氣混合,使燃料燃燒完全。該區(qū)域稱為燃盡區(qū),從而完成整個燃燒過程。因為二次風(fēng)送入爐膛時,已經(jīng)避開了高溫火焰區(qū),NOx生成量減少。該技術(shù)對降低NOx效果有限,所以采用的較少。

        2.2.3 煙氣返回再循環(huán)

        減少NOx的另一有效方法是將產(chǎn)生的煙氣再循環(huán)利用,是降低NOx排放的核心技術(shù)。該技術(shù)分為煙氣內(nèi)循環(huán)和煙氣外循環(huán)兩種。

        1)煙氣內(nèi)循環(huán)。通過對燃料噴頭、供風(fēng)噴嘴、二次風(fēng)分級、二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)葉片等部件的設(shè)計,使煙氣在爐膛內(nèi)再循環(huán)。其原理為燃?xì)鈴膰娍滓?00 m/s高速噴出,在噴頭周邊形成一個負(fù)壓區(qū),爐膛內(nèi)相對溫度較低的煙氣帶入火焰中,不但降低了氧濃度,還降低了火焰溫度,從而減少NOx的生成。

        2)煙氣外循環(huán)。在空氣預(yù)熱器前抽取一部分煙氣直接送入爐內(nèi)或與二次風(fēng)混合,煙氣吸熱不但降低了氧濃度,還降低了火焰溫度,從而減少NOx的生成。

        研究數(shù)據(jù)表明煙氣再循環(huán)量為15%~20%時,NOx濃度可降低25%~30%。若循環(huán)量再增加,NOx濃度可再降低,但爐膛溫度下降太多,可能導(dǎo)致燃燒和傳熱不穩(wěn)定。采用煙氣外循環(huán)需要增設(shè)煙氣回流風(fēng)機和煙道等,投資增大,系統(tǒng)復(fù)雜。

        煙氣再循環(huán)技術(shù)與燃料分級配合使用,是目前降低NOx的最有效方法,可以實現(xiàn)煙氣NOx排放小于50 mg/m3的較高目標(biāo)。

        2.2.4 多點燃燒,精確配風(fēng)(分割火焰)

        多點燃燒其實類同于燃料分級,即盡量增加氣槍的數(shù)量,把火焰分割成數(shù)個小火焰,由于小火焰散熱面積大,火焰溫度低,從而有效降低NOx的生成。精確配風(fēng)主要是為了控制煙氣氧含量來降低NOx排放,助燃風(fēng)的溫度、壓力對NOx的生成也比較重要。

        3 現(xiàn)場調(diào)整實踐

        根據(jù)上述NOx的生成機理和影響因素分析,降低NOx的最根本最有效措施是采用燃料分級燃燒與煙氣循環(huán)相結(jié)合的措施,因此需要對現(xiàn)有常規(guī)燃燒器整體更換或改造,包括燃燒器周邊的爐體、供風(fēng)通道、火盆及火盆磚等,然而這對于正在運行的加熱爐根本無法實現(xiàn),為此就要在日常操作上制定措施:一是最大幅度降低燃料中的氮含量;二是盡可能降低煙氣氧含量;三是及時調(diào)整火焰大小和燃燒狀況,確保爐膛溫度均勻,杜絕局部高溫。

        3.1 降低燃?xì)庵械牡?/h3>

        結(jié)合生產(chǎn)實際,摸清瓦斯管網(wǎng)中N2的主要來源:一是各種烴類壓縮機的密封氮氣;二是催化裂化裝置再生器中的N2與再生劑混入反應(yīng)器,經(jīng)分離進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng);三是烴類設(shè)備維修時置換用的N2進(jìn)入氣柜,回?zé)捄蠓蛛x最終進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng);四是原油或原料中的氮化物在加工過程中分解生成N2。

        解決措施:一是降低再生煙氣中的N2——催化裂化裝置再生線路上新增CRC取熱系統(tǒng)(冷催化劑循環(huán)技術(shù)),具有脫氣、降低催化劑攜帶煙氣的作用,可以有效降低干氣中的N2組分;二是烴類設(shè)備置換采用憋壓處理方式——先泄壓至氣柜再充氮氣,如此反復(fù)直至N2中烴含量<0.5%。表4是管網(wǎng)瓦斯組成,由表4可以看出,至2018年4月按裝置分步調(diào)整,氮含量由29.27%(φ)降低到11.68%(φ),為NOx降低實現(xiàn)“源頭”控制奠定基礎(chǔ)。

        表4 調(diào)整前后管網(wǎng)瓦斯組成 %(φ)

        3.2 降低煙氣氧含量

        控制煙氣氧含量可有效控制NOx的生成。據(jù)此,日常生產(chǎn)中進(jìn)行了長時間的摸索,通過控制氧含量來降低NOx。

        一是根據(jù)煙氣氧含量,適當(dāng)降低鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速;二是將爐膛負(fù)壓由60~80 Pa降低至10~40 Pa,同時封堵所有點火孔、看火孔等,這樣可有效減少爐體漏風(fēng)。表5是氧含量與煙氣排放監(jiān)測數(shù)據(jù),由表5可看出,煙氣氧含量控制在2.0%以下,其NOx含量基本可以控制在150 mg/m3的控制指標(biāo)以內(nèi)。

        3.3 調(diào)整爐膛溫度均勻,杜絕局部高溫

        日常生產(chǎn)中為滿足工藝生產(chǎn)需要,爐膛溫度不可能大幅度降低,關(guān)鍵是要防止局部高溫,為此要求爐膛中同一截面內(nèi)的各點溫度控制要均勻,其溫差不得超出20℃。

        具體措施:鑒于現(xiàn)有燃料氣包括煉廠瓦斯、自產(chǎn)瓦斯、天然氣等熱值差別較大,如果集中幾個火嘴燃燒很容易引起局部高溫,因此進(jìn)行交叉連接,同時調(diào)節(jié)二次閥門控制火焰高度,以保證分布均勻,從而避免局部高溫。

        表5 2018年常壓爐煙氣排放跟蹤監(jiān)測典型數(shù)據(jù)

        4 實施后的效果

        通過生產(chǎn)協(xié)調(diào)優(yōu)化生產(chǎn)控制,瓦斯管網(wǎng)中的N2含量由29.27%大幅降低到11.68%;優(yōu)化控制爐膛氧含量在2.0%以下;生產(chǎn)中規(guī)定爐膛中同一截面內(nèi)的各點溫度控制要均勻,其溫差不得超出20℃,以防止局部過熱。這些措施的綜合應(yīng)用,使煙氣中的NOx含量基本可以控制在150 mg/m3的控制指標(biāo)以內(nèi),見圖5。

        圖5 通過操作調(diào)整降低NOx含量

        需要說明的是:監(jiān)測NOx含量過程中,嚴(yán)格按照GB31571-2015的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行換算,即換算成基準(zhǔn)氧含量3.0%(φ)的大氣污染物基準(zhǔn)排放濃度,并與排放限值比較判定是否達(dá)標(biāo)。

        換算公式:ρ基=ρ實×(21–O2基)/(21–O2實)

        式中:ρ基—大氣污染物基準(zhǔn)排放濃度,mg/m3;ρ實—實測大氣污染物排放濃度,mg/m3;O2基—干煙氣基準(zhǔn)氧含量,%;O2實—實測的干煙氣氧含量,%。

        調(diào)整過程中,為防止CO含量急劇升高導(dǎo)致爐效率降低,及時計量燃料消耗,重點檢測核算爐效率。由表5看出,隨著NOx含量降低,爐效率并沒有明顯降低,現(xiàn)場燃料消耗也并未明顯增加。

        5 結(jié)論

        隨著我國NOx排放總量的逐年升高,由此造成的環(huán)境污染也不斷加劇,對NOx控制迫在眉睫。在加熱爐正常運行工況下,通過調(diào)整煙氣氧含量、使?fàn)t膛溫度均勻等措施,基本可以將NOx含量控制在150 mg/m3的指標(biāo)范圍內(nèi),但根本解決措施應(yīng)該是在裝置停工大修期間,進(jìn)行低NOx燃燒器改造。

        上述調(diào)整措施的綜合應(yīng)用,雖然可將NOx含量控制在150 mg/m3的指標(biāo)內(nèi),但可能會引起煙氣中的CO含量升高。鑒于現(xiàn)場沒有CO檢測設(shè)備,所以在調(diào)整過程沒有收集到CO含量變化數(shù)據(jù),因此,建議現(xiàn)有在役加熱爐安裝CO在線檢測設(shè)備。

        猜你喜歡
        煙氣
        固體吸附劑脫除煙氣中SOx/NOx的研究進(jìn)展
        化工管理(2022年13期)2022-12-02 09:21:52
        水泥窯高溫高塵SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的應(yīng)用
        SCR煙氣脫硝噴氨優(yōu)化改造研究
        煙氣爐在干熄焦溫風(fēng)干燥中的應(yīng)用
        山東冶金(2019年2期)2019-05-11 09:12:16
        基于參數(shù)自整定模糊PID的SCR煙氣脫硝控制
        基于煙氣脫硫儀控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用
        電子測試(2018年1期)2018-04-18 11:52:15
        燒結(jié)煙氣脫硫工藝技術(shù)分析
        燒結(jié)煙氣中二氧化硫的測試方法
        基于非分散紫外吸收法的便攜式煙氣分析儀在煙氣二氧化硫監(jiān)測中的應(yīng)用研究
        煙氣導(dǎo)向式雙室熔煉爐
        日本一区二区在线播放观看| 精品欧洲av无码一区二区三区| 99久久婷婷国产综合亚洲91| 精品999无码在线观看| 男女做那个视频网站国产| 欧美丰满熟妇bbb久久久| 无码人妻精品一区二区三18禁| 亚洲av午夜成人片精品| 亚洲熟女av在线观看| 国产日韩精品欧美一区喷水| 色偷偷一区二区无码视频| 日本老年人精品久久中文字幕| 九七青青草视频在线观看| 人人妻人人狠人人爽| 欧美伊人久久大香线蕉在观 | 好屌草这里只有精品| 2021国产精品久久| 亚洲精品国产成人久久av盗摄| 久久中文骚妇内射| 日本免费人成视频播放| 亚洲精品综合色区二区| 五月婷婷开心五月激情| 婷婷五月婷婷五月| 婷婷综合五月| 国产自产在线视频一区| 亚洲一区精品无码| 日韩内射美女人妻一区二区三区| 亚洲精品国产综合久久一线| 一区二区中文字幕在线观看污污| 免费高清av一区二区三区| 国产精品日韩欧美一区二区区| 亚洲码无人客一区二区三区| 99国产精品久久久久久久成人热 | 青青草视频在线观看网| 中文字幕丰满伦子无码| 亚洲AⅤ精品一区二区三区| 亚洲一区二区av免费观看 | 四虎影视永久地址www成人| 韩国一级成a人片在线观看| 亚洲美女主播内射在线| 国产精品成人va在线观看|