李广生

(中国昆仑工程有限公司 北京 100037)

0 引言

油田和长输管线加热炉是用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备。从油井的井口加热到成品油的输送等所有的油田地面工程中，油田加热炉都在其中发挥着非常重要的作用[1]。目前，国内油、气田和长输管道中使用的加热炉有数万台，是油、气生产和输送中的主要耗能设备。

北京市2015年发布了《锅炉大气污染物排放标准》(DB 11/39—2015)，标准中要求2017年4月1日后新建燃气锅炉NOx烟气排放的质量浓度限值为30 mg/m3。随着我国锅炉的环保压力越来越大，各大城市纷纷对标北京市，将NOx排放标准的限值提高至30～50 mg/m3(标态)[2]。

某油田场站内有7台加热炉。根据监测，烟气中NOx平均质量浓度为63 mg/m3。以下通过低氮燃烧改造，使烟气NOx质量浓度≤30 mg/m3，以满足地方环保要求。

本次低氮改造的加热炉清单见表1。

表1 加热炉清单

1 工艺选择

1.1 脱硝工艺概述

对于NOx的控制方法主要有3种：①燃料脱硝；②改进燃烧方式和生产工艺；③烟气脱硝[3]。

燃料脱硝，即对燃料进行处理，脱除燃料氮。

燃烧过程中对NOx的控制是通过对运行方式和燃烧过程的控制来抑制NOx的生成。低氮燃烧技术主要有低氮燃烧器、空气分级燃烧和烟气再循环等。

烟气脱硝技术主要有吸收法、吸附法、等离子体法、微生物法、选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)等[4]。

1.2 工艺比选

天然气基本不含固定氮，因此不需要燃料脱硝。

SCR是在催化剂作用下，还原剂与NOx反应生成N2和H2O[5]。SCR催化剂的低温活性受到H2O的影响，烟气中H2O的含量越高，脱硝效率降低的程度越大。……