低氮燃烧器,通过调节燃烧空气和燃烧头,在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。Ox是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx。目前,方快FGR燃气锅炉已经在北京、上海、天津、成都等地广泛安装应用。
低氮燃烧器的分类为:1.阶段燃烧器:
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低氮燃烧器,通过调节燃烧空气和燃烧头,在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。Ox是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx。目前,方快FGR燃气锅炉已经在北京、上海、天津、成都等地广泛安装应用。
低氮燃烧器的分类为:1.阶段燃烧器:根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧。
2.自身再循环燃烧器:利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。
3.浓淡型燃烧器:是把一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。
4.分割火焰型燃烧器:把一个火焰分成数个小火焰,火焰小因此缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。
5.混合促进型燃烧器:改善了燃烧与空气的混合,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,从而使NOx的生成量降低。
6.低NOx预燃室燃烧器:燃料和一次风混合,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。
1降低氮氧化物排放的必要性
氮氧化物即NOx,它是由多种化合物组成的一类物质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生的主要方式之一,大部分燃烧方式中产生的NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明,火力发电是空气中NOx的主要来源,当空气中的NOx溶于水之后会生成,这种雨会对自然生态环境带来极大程度的危害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严重腐蚀,进而引起巨大的经济损失。如果人们引用了含有酸性物质的地下水,会对身体健康造成影响。在运行方面,主要通过控制炉膛内燃烧氧量,提高二次风份额,降低给煤粒度,减少料层厚度等来降低氮氧化物的生成。同时,当NOx浓度超标之后,会与人体血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧,进而进气。近年来,我国在大力发展经济的同时,对自然生态环境造成了一定程度的破坏,因NOx排放量超标引起的各种环境问题越来越多。为了有效减轻NOx的危害,必须逐步降低NOx的排放量,这已成为我国当前亟待解决的问题之一。
2NOx的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术
2.1NOx的生成机理
相关研究结果表明,NOx主要有以下几种生成途径:
2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃烧过程中发生热分解,进而氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体是指空气当中的氮气在高温的条件下经过氧化后生成NOx。
2.1.3型NOx。当燃烧燃烧时,空气中的氮与燃料当中的碳氢离子团会发生化学反应,由此会生成NOx。
在上述三种生成途径当中,型所占的比例相对较少,仅为5%左右;针对29MW及以上容量的室燃炉,可将NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。当温度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率非常低,但当温度超过1600摄氏度后,热力型的NOx生成速度会急剧增加,并且两者之间成正比例关系,即温度越高,NOx的生成率越高。
2.2燃气燃烧器的脱氮技术
为了有效降低NOx的排放,经常会采用向燃烧室内注水火势蒸汽的方法,以此来降低燃烧温度,从而达到减少NOx的排放量。实践证明,虽然这种方法可以使NOx的排放量有所降低,但却会对燃烧的稳定性造成一定的影响,所以该方法现已很少使用;有些电厂采用SCR法来降低NOx的排放,SCR即选择性催化还原法,它是在催化剂的作用下,将N0和NO2还原成为N2,该过程中基本不会发生NH3的氧化反应,显著提高了N2的选择性,并且还大幅度减少了NH3的消耗。但采用该方法时,需要在燃气燃烧器的排气中,加装专门的SCR脱硝装置,由此使得成本增大;干式低氮燃烧技术简称DLN,它的原理是先让燃烧与较多的空气相混合,这样做的主要目的是稀释燃料,然后再进行低温度的燃烧,借此来达到降低NOx的目的。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定性造成影响,也不会导致生产成本大幅度增加,所以该方法的应用日益增多。1NO治理现状国内外已对NO的危害、燃煤发电燃烧过程中NO的生成机理和降低NO技术进行了较为充分的研究,可分为三种:热力型NO、燃料型NO和型NO。
3干式燃烧法在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的应用
3.1低氮燃烧器燃烧系统
该系统是随着F级燃气燃烧器的出现而出现的,其现已成为F级系列燃气燃烧器的标配。在DLN-2系统的燃烧中,可以使用作为燃料,也可以使用清油作为燃料。当以作为燃料时,如果基本负荷小于50%,可采用扩散燃烧模式,若是负荷大于50%,则可采用预混模式。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点,采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧。以清油作为燃料时,可以采用扩展模式,但必须注入一定剂量的水或是蒸汽。
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