一、NOx氮氧化物的生成机制
对于锅炉来说,Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox,热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系,通常在燃烧温度高于1000摄氏度的时候开始产生,而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系,其中热力型Nox的温度关系同样适合于锅炉燃烧器。
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一、NOx氮氧化物的生成机制
对于锅炉来说,Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox,热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系,通常在燃烧温度高于1000摄氏度的时候开始产生,而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系,其中热力型Nox的温度关系同样适合于锅炉燃烧器。氮是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对氮的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低氮,其主要途径如下:选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料。
燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系基于以上NOx的生长机制,低氮燃烧器的控制NOx的技术也主要着眼于两个方向:
1、降低火焰温度;
2、降低氧含量。
二、低氮燃烧器和超低氮燃烧器类型
传统的锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃烧器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃烧器。NOx排放在30毫克以下的通常称为超低氮燃烧器。
传统的燃烧器的高NOx排放主要源于下述几个原因:
1、为了保证燃烧充分,采用了较大的过量空气;
2、燃烧温度通常在1800度左右。
三、低氮燃烧器三、低氮燃烧器通常基于下列技术
1.电子比例调节和氧含量控制技术;来控制氧含量;
2.FGR烟气再循环技术,来降低火焰温度和氧含量;
3.全预混的表面燃烧技术来降低火焰温度和实现充分燃烧;
上述技术中,通常是低氮燃烧器的必须配置。基于上述技术,市场的低氮燃烧器主要分为以下类型:
主要特点:
◆ 可根据要求进行非标定制;
◆ 可适应多种燃料;
◆ 的低压力损失喷嘴设计,确保在低供气压力时稳定运行;
◆ 适用任何安装条件现场,结构灵活、布局方便;
◆ 燃时,利用无焰燃烧+FGR技术,NOx排放30mg/m3;
◆ 燃料与助燃风双分级,烟气自形成内循环,降低火焰温度;
◆ 只需少量烟气外循环,降低脱火及故障风险;
◆ 助燃风与燃料部分预先混合,能量在炉膛内的分布更加合理;
◆ 对炉膛尺寸的要求不过严苛,降低锅炉材料成本;
◆ 的预防冷凝水措施,避免酸腐蚀及电器部件短路损害风险。
1 低热值燃气燃烧特性
低热值气体燃料并没有明确的概念,通常根据气体燃料自身发热量可将气体燃料分为高热值燃料(Q>15.07MJ/m3)、中热值燃料(6.28MJ/m3<Q<15.07MJ/m3)及低热值燃料(Q<6.28MJ/m3),工业中常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度气等。其中,高炉煤气、煤层气等热值介于3.0~6.28MJ/m3的低热值燃料的研究应用已逐步展开,但在工业生产中还存在一些工业废气,含有少量的可燃成分,热值非常低,甚至远3.0MJ/m3,这种超低热值燃气种类很多,比如某些煤层气、生物质气化气、垃圾掩埋坑气、炭黑尾气、一些工艺废气等。超低热值燃气比低热值燃气点火、稳燃更困难,能量密度低,长距离输送不经济,在当地没有合适的热用户时只能直接放散,既浪费能源又污染环境。炉内超级还原脱硝技术是近年来新兴的炉内脱硝技术手段,通过在燃烧火焰区域的合理位置喷氨,实现在高温火焰中直接脱硝。
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