Очистка NOx в промышленных выбросах
2. Режимные мероприятия снижения выбросов NOх
Образование оксидов азота при высокотемпературном сжигании топлива обусловлено в основном окислением молекулярного азота воздуха непосредственно в зоне горения. С увеличением мощности энергетических котлов выход оксидов азота возрастает. Максимальный выход оксидов азота наблюдается в зоне активного горения. В остальных зонах, где уровень температуры относительно ниже, атмосферный азот практически не окисляется.
Поэтому снижение выбросов оксидов азота с дымовыми газами электростанций обеспечивается режимными и конструктивными мероприятиями, направленными на уменьшение образования газов в топках котлов:
рециркуляция дымовых газов;
сжигание топлива с предельно низкими избытками воздуха;
ступенчатое сжигание топлива;
впрыск влаги в зону горения;
разработка новых типов горелок и различное конструктивное решение топочных устройств;
комбинация перечисленных методов.
На выбор оптимального метода снижения содержания оксидов азота в топочной камере существенно влияют мощность котла и вид топлива (газообразное, жидкое, твердое).
На газомазутных энергетических котлах режимными и конструктивными мероприятиями удается сократить выброс оксидов азота на 35-40 %. При этом увеличение стоимости ТЭС не превышает 2 %. При сжигании твердых топлив применение даже комплекса конструктивных и режимных мероприятий позволяет снизить выброс оксидов азота не более чем на 25 %.
Перспективным способом снижения выбросов оксидов азота является очистка дымовых газов.
Азотоочистительные установки следует использовать лишь после исчерпания возможностей - подавления реакций образования оксидов азота сравнительно дешевыми технологическими методами, т. к. очистка дымовых газов от азота сравнительно дорогое мероприятие.
Но известные в настоящее время режимные методы снижения образования выбросов оксидов азота в выхлопе, основанные на снижении температуры и количества окислителя в зоне горения, уменьшение времени пребывания продуктов сгорания в зоне высоких температур не могут быть применены с достаточной эффективностью в камерах сгорания ГТУ. Это связано с конструкцией камер сгорания и необходимостью больших затрат при её реконструкции для обеспечения возможности реализации этих методов, что не компенсируется снижением эмиссии оксидов азота. Реализация режимных методов связана также со снижением коэффициента полезного действия ГТУ; повышением в продуктах сгорания заметных количеств оксидов азота, возможным появлением в выхлопе бенз(а)пирена; с большим расходом дефицитной химочищенной воды и необходимостью оснащения КС установками для ее получения; необходимостью модернизации ГПА для возможности получения требующегося для впрыска пара.