堿爐NOx超標如何破題？

堿回收是現代化大型硫酸鹽制漿生產線中的核心環節之一，它極大地削減了制漿生產過程中產生的有機與無機化合物的排放負荷，并為制漿生產提供了所需的能源。在漂白硫酸鹽木漿 (BKP) 生產過程中，堿回收爐承擔著處理制漿過程產生的廢液，將其通過燃燒及苛化反應回收制漿過程中所采用的NaOH和Na₂S，并將燃燒所得的熱量轉化為生產所用的蒸汽和電力。大型現代化制漿生產線通過堿回收系統回收的NaOH 和Na2S以及堿回收爐產生的熱能可以100% 滿足生產的需求，制漿廢液通過堿回收系統的處理，可使整個生產系統所產生的 COD_Cr削減 95%以上，因此堿回收爐是制漿生產線的核心設備。

1 堿回收爐運行需要控制的因素

BKP 制漿過程產生的廢液呈黑色， 故在行業內稱之為黑液(Black Liquid)，主要成分是制漿過程中以NaOH+Na₂S與木材中的木素反應產生的磺化木素及多糖等有機物，以漂白硫酸鹽樺木漿黑液來說，其中的有機物占78%，無機物占22%。制漿黑液的絕干固形物是含31%～37%碳的可燃物，由于來自于可再生的生物質，并且是工業生產后的廢液，故目前亦稱之為可回收利用的生物質燃料。

黑液燃燒的主要目的是將黑液中的成分和元素轉化成為制漿生產所需的Na₂CO₃(通過苛化轉化為制漿所用的NaOH)和Na₂SO₄，生成的氣體主要為CO₂和SO₂。因此就必須控制反應溫度，溫度太高金屬鈉易升華為氣體，進入煙氣中，將會與煙氣中的CO₂反應生成Na₂CO₃，造成堿回收爐后部積灰，嚴重影響運行并腐蝕管束、汽包、省煤器等鍋爐部件，并造成堿損失。

而Na₂SO₄生成反應亦在一定的溫度下達到最高。一般情況下，爐膛底部熔融物的溫度在900℃ 以上，堿回收爐的燃燒溫度控制在950～980℃。另外，為了保證Na₂SO₄→Na₂S 的還原率，也必須控制溫度。

堿回收爐的設計是根據制漿黑液的元素分析及其化學反應的溫度需求進行的，其爐膛底截面、爐膛豎向溫度曲線、過熱器、管束、省煤器及煙道出口的溫度均有嚴格的要求，每一 臺堿回 收爐的一次風、二(三) 次風的進風位置都是不同的，因此，改變堿回收爐的運行參數比較困難。

一般情況下，爐膛底部熔融物的溫度在900℃以上，堿回收爐的燃燒溫度控制在950-980℃。其爐膛單位面積的燃燒強度設計為2600-2800kW/m²，豎向控制在60-100kW/m²，因此，在同樣蒸發量的情況下，堿回收爐的體積比以燃煤或燃油的動力鍋爐要大很多倍。因此可以認為堿回收爐是在一定溫度控制下的化學反應裝置。

2 堿回收爐煙氣中的NO_x

堿回收爐煙氣中的NO_x是黑液燃燒時固形物中的氮及送入爐空氣中的氮反應生成的：

    N₂+O₂=2NO

    NO+1/2O₂=NO₂

在堿回收爐膛中，氮氧化合物是以初級的NO存在，與大氣接觸后，進一步被氧化成為NO₂·NO和NO₂。這些氮氧化合物被統稱為NO_x，由燃燒產生NO_x的起始溫度在650℃以上，1400℃以上生成反應加速。

圖1是爐膛溫度對NO_x生成的影響效應。由熱生成NO_x對溫度高度敏感，其他方式生成的NO_x亦隨溫度升高而濃度加大。而堿回收爐的工作溫度在1000℃以下，故堿回收爐的工作溫度不是高濃度NO_x的生成溫度區域。