技术简介
有机热载体锅炉是国家监管的特种设备，是一种新型、安全、高效节能，具有高温低压特性的锅炉设备。有机热载体锅炉以导热油为热载体，通过热油泵使热载体循环，将热量传递给用热设备。作为火焰加热的特种锅炉设备，最初性能指标并无强制要求，行业内常规锅炉运行热效率为≥85%，烟气排放NOx浓度≤400mg/Nm3。随着节能减排的大趋势要求，国家质量技术监督总局对特种设备提出了明确的法规及国家强制标准要求：TSGG0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》要求大型燃气热载体锅炉热效率≥90%，；GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》要求所有燃气锅炉烟气中NOx排放浓度≤200mg/Nm3，而在上海地区要求2015年10月需执行NOx排放浓度≤150mg/Nm3。有机热载体锅炉由于加热物料温度高导致出炉烟气温度一般在300℃以上，采用空气预热器回收烟气余热方式来提高系统热效率。热效率提高会导致空气预热温度大幅度提高，当有机热载体锅炉热效率提高到92%以上时，空气预热温度会大幅度提高250℃以上，随之而来NOx排放的也呈现指数型增长。原有的燃烧器在此情况下NOx排放会增加200%以上，达到450mg/Nm3以上，明显超出国家环保标准。因此国内有机热载体炉行业面临着严峻的考验：保证高热效率情况下，实现氮氧化物排放达到国家强制环保标准要求。
技术开发单位对新型低氮氧燃烧技术和双级高效空气预热余热回收技术进行有机整合，研制出高效能低排放燃气有机热载体锅炉系统。采用新型结构设计的空气预热器克服露点腐蚀进一步回收烟气余热提高整体热效率，研发新型低氮氧燃烧技术解决由于高热效率带来的NOx高排放问题，同时要保证燃烧的完全。。技术指标现已经在国内石化行业15MW有机热载体锅炉上得到了工程项目验证。经第三方检测数据显示，该新型有机热载体炉可实现炉热效率＞92%，NOx排放≤150mg/Nm3，CO排放≤50mg/Nm3，烟气残氧≤3%。NOx排放相对常规有机热载体炉可降低60%以上。
技术特点
高效能低排放燃气有机热载体锅炉系统通过双级空气预热器回收烟气余热，大大缓解了高效率时空气预热器低温露点腐蚀加剧的问题，从而进一步提高有机热载体锅炉热效率，并减小了设备更新成本，相比国内外同类产品具有明显优势。在国内外首次提出尾缘回流强化分级低氮氧燃烧技术，并采用燃烧数值模拟技术对该技术进行了结构参数影响分析，从而优化了燃烧器结构设计。该新型低氮氧燃烧技术解决了为保证锅炉高效节能而导致的烟气中NOx浓度激增超标排放的问题，可显著降低NOx排放。该技术已经在石化企业15MW有机热载体锅炉项目上进行了实际工程应用，经第三方实测热效率达到94.6%，NOx排放145mg/Nm3且CO排放为0mg/Nm3，综合技术指标达到国际先进水平，大大提高了有机热载体炉行业节能减排环保的技术水平。
目前国内有机热载体锅炉供应商均不掌握低氮氧燃烧核心技术，并不具有系统各项技术有机整合的实力。
应用领域和范围
广泛运用于石油、石化、煤化工、精细化工行业；作为高温低压热源提供，替代蒸汽加热有明显的技术、成本、运营管理及节能减排优势。
专利状态
已取得专利1项
技术状态
批量生产、成熟应用阶段
合作方式
技术服务、融资
投入需求
3000万元
转化周期
1年
预期效益
社会效益：15MW有机热载体锅炉经未经过低氮氧燃烧技术改造前NOx排放达到450mg/Nm3（折算到烟气氧量3.5%）。改造后，经第三方检测燃烧器NOx排放145mg/Nm3（约71ppm），降低NOx排放达67%，实现了NOx低排放，每年可减少NOx排放2.5×105kg。同时CO排放为0mg/Nm3。
间接经济效益：有机热载体锅炉可达到94.6%，降低能耗4%以上。以90%热负荷下年运行时间8000小时计算，每年可节约能源1.45×107MJ，折合天然气4.05×105Nm3，减少CO2排放8.02×105kg，为企业节约能源费用约154万元（以天然气3.8元/Nm3计算）。
