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。燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。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
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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。燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。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。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。
蒸汽以提高采收率的直流式蒸汽发生器(OTSG)在氮氧化物(NOx)和(CO)日益严格的燃烧排放要求下运行。低氮燃烧技术性能特征及其燃烧器的分类一、低氮燃烧技术及性能特征1、单段火、两段火、两段火渐进式/比例调节2、能适应任何类型的燃烧室。几十年来,这些要求从百万分之一(ppm)逐步下降到40ppm到30ppm。快进到2017年,氮氧化物需求量达到9ppm,在一些地区达到5ppm。通过适当的燃烧管理,CO被降低到接近于零的水平。然而,氮氧化物仍然难以一步步减少,需要在低氮燃烧器科学和工程方面进行重大。
在传统工业燃烧器中,燃料和空气在单个区域中反应,以短暂的火焰突然释放热量。这种类型的燃烧产生强烈的火焰,几乎没有CO。使用全预混技术后,每立方烟气里的氮氧化物可降低到18mg/m3,远远小于新排放标准。然而,强烈的燃烧产生高的火焰温度,使燃烧空气中的氮气和氧气融合,产生NOx,一种标准污染物和地面臭氧前体。从100ppm降低到40ppm需要开发被称为低NOx燃烧器的特殊燃烧器。他们通过将空气分成两个不同的区域来降低NOx。在一个区域加入足够的空气形成一个稳定的火焰核心,但没有足够的空气来燃烧所有的燃料。然后加入第二部分空气,以称为空气分级的策略完成燃尽。称为燃料分级的补充策略将燃料划分为不同的阶段。
火焰可能冲击工艺或锅炉管道,由于延长火焰长度而加速故障。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。为了达到更低的排放水平并提供额外的动力来使火焰变硬,将烟气再循环并添加到燃烧空气流中。烟气中的二氧化碳(CO2)和水(H2O)是活性红外吸收剂,并与烟气再循环(FGR)提供的附加质量一起帮助冷却火焰。但是,随着氮氧化物排放限制下降,火焰稳定性成为问题,燃烧器变得越来越复杂,被称为超低NOx燃烧器。
低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器,采用低氮燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。
在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。
一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:一是燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。低氮燃烧器的分级燃烧及浓淡燃烧技术由于热力型NOx的排放量受燃烧温度、氧气浓度跟停顿时光的影响:当燃烧温度1500℃时,简直监测不到NOx的生成,当燃烧温度高于1500℃时,NOx的生成速度按指数倍敏捷增加。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”, 后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。
燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。
降低NOx的燃烧技术
NOx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,其主要途径如下:
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