燃料油中的硫主要被氧化为二氧化硫,大约只有2%~3%的二氧化硫被进一步氧化为三氧化硫。烟道气中硫氧化物的含量与油中的硫含量成正比。如果燃料油中的硫含量为l%(质量分数),则烟道气中硫氧化物的含量为1700毫克/立方米。过剩空气的比例越高,越有助于三氧化硫的形成。在限制硫氧化物排放的地区,必须依据硫含量选择使用燃料油,以满足硫氧化物排放的控制指标。另一种方法是烟道气的脱硫处理,脱硫处理的操作成本较高,只有大型装置才可采用。
残渣燃料油燃烧排放的大多数颗粒物都是空心球形颗粒,它是燃料油液滴油品裂解后形成的。颗粒物尺寸大致与燃料油雾化形成的液滴尺寸相当,从几个微米到几十个微米。燃料油燃烧也能生成烟灰状颗粒,这些颗粒不但尺寸小(只有几百个纳米),而且量也很少。颗粒物的生成倾向与燃料油中的沥青质含量及康氏残炭含量有一定的关系,在未完全燃烧前,颗粒就从火焰燃烧区逃逸出来。影响颗粒物生成倾向的其他因素还有燃料油的化学组成和金属含量,这些因素也可能对颗粒物的形成有重要作用。
控制颗粒物的排放的有效措施是:促使燃料的完全燃烧、添加助燃添加剂,这样可减少50%的颗粒物的排放。另外,也可以建立烟道气灰尘颗粒回收装置,但这在火力电厂还没有普遍采用。在燃料油中注入乳化水对降低颗粒物的生成十分有效,因为水的加入可以提高燃料油的雾化效果,减小油滴尺寸。
①NOX的排放。
烟道气中的氮氧化物(主要是一氧化氮,部分转化为二氧化氮)是由燃烧空气中的氮气而形成的,少量是来源于燃料油中氮化合物的燃烧。火焰温度对氮氧化物的形成有重要作用。
所谓“低一NOX,”燃烧器能够用于控制NOX的生成,但此时残渣燃料油的燃烧效率也会降低,因为降低NOX生成的措施是降低燃烧的火焰温度。而且,低NOX燃烧器能够改变火焰形状,降低火焰辐射强度,因此,这种技术不能满足燃烧室的需要。
所谓的选择还原(催化或非催化)烟气处理是最为适宜的处理技术。非催化方法使用尿素或氨为反应介质,这种方法简单,但效率低于50%催化方法的效率高得多(>80%),但操作成本较高。
②重金属的排放。
残渣燃料油中也含有镍和钒,这些金属富集在焦炭颗粒中,由于镍是有毒的,需要降低其排放,降低的方法一是使用低金属含量的燃料油,二是对烟道气进行脱灰处理。