[发明专利]甘蔗糖厂燃煤锅炉再燃脱硝的燃料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种甘蔗糖厂燃煤锅炉再燃脱硝的燃料组合物。

背景技术

我国是全球最大的煤炭生产和消费国，占全球煤炭产量的25%以上。在我国的能源构成中，煤炭占我国一次能源消费量的75%，远远高于全球平均27%的水平。而这种以煤炭为主要一次能源的基本国情，决定了燃煤是主要的污染源之一。燃煤所释放的二氧化碳占全国二氧化碳排放量的87%，所释放的氮氧化物占全国氮氧化物排放量的67%，所释放的烟尘占全国烟尘排放量的60%。

氮氧化物有NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等，主要来源于矿物燃料（如石油、煤、天然气等）与空气在高温燃烧时产生的。但在燃烧过程中，生成的主要是NO和NO₂，通常将这两种氮的氧化物称NO_x。在通常的燃烧温度下，燃煤生成的NO_x中，NO占90%以上，NO₂约占5～10%，而N₂O仅占1%左右。NO排入大气后逐渐与大气中的氧或臭氧结合生成NO₂。

在煤燃烧过程中，生成NO_x的途经通常有：

1.热力型NO_x（Thermed NO_x）,它是空气中的氮气在高温下氧化生成的NO_x，约占总NO_x排放量的20%左右。影响热力型NO_x生成的主要原因是温度、氧浓度以及在高温区停留时间。

2.燃料型NO_x(Fuel NO_x）,它是燃料中含有的氮化合物，在燃烧过程中热分解，又接着氧化生成氮氧化物(NO_x）。煤燃烧时，约75%～90%的NO_x是燃料型NO_x。因此，燃料型NO_x是燃烧时产生的NO_x主要来源。

3.快速型NO_x（Prompt NO_x）,它是燃料燃烧时，产生的烃（Chi）等粉末，燃烧空气中的N₂分子而生成CN、HCN，然后HCN等被氧化成NO_x。研究表明：快速型NO_x对温度的依赖性很强。通常，对不含氮的碳氢燃料在较低温度燃烧时，才重点考虑。

我国是仅次于巴西和印度的世界第三大甘蔗种植大国。甘蔗作为主要糖料经济作物，在国民经济中占有重要地位。甘蔗渣是糖厂的最大一部分副产品，大约占甘蔗总重的24～27%(其中含有水分50%)，蔗渣来源集中、产量大，是取之不尽用之不竭的生物质再生性原料。对湿蔗渣成分进行了近似分析，以质量计，固定炭、挥发物、水分、灰分分别为：8.5%、42.5%、47%、2.0%。蔗渣作为锅炉燃料，这是最简单、最古老的方法，而且目前仍然普遍使用。虽然蔗渣作为燃料并不是最经济的利用途径，但这样做最突出的优点是甘蔗渣燃烧无二氧化硫的排放，仅利用除尘器就可以使其烟气达到排放标准，从而降低排放治理的费用。

煤在燃烧过程产生的主要是燃料型NO_x。而控制燃料型NO_x的方法通常有两种：

1.通过改变煤或其它燃料的燃烧条件，减少燃料型NO_x生产量，在燃烧过程中除去NO_x；具体技术包括：燃料分级燃烧（即再燃），空气分级燃烧，以及采用可降低NO_x的各种类型的燃烧器。

2.对燃烧后生成的NO_x，在烟气进入大气之前加以脱除；即烟气脱硝技术，它包含干法、半干法和湿法三种类型；而干法又包括选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）以及电子束辐照烟气脱硫脱硝法等烟气脱硝技术。SCR烟气脱硝技术脱硝效率高，且快，但需要消耗大量的氨（NH₃）、催化剂等，而且需要有关设备，投资高，运行费用大。同样SNCR法也需要另外设置相应设备，投资高，运行费用较高。