低nox燃燒技術-全文預覽
【正文】 是正在安裝中的低氮氧化物燃燒器。根據分級燃燒實現(xiàn)的區(qū)域和方式，可大致分為通過燃燒器設計實現(xiàn)空氣分級、通過加裝一次風穩(wěn)燃體實現(xiàn)空氣分級和通過爐膛布風實現(xiàn)空氣分級三類?？諝夥旨壢紵阅軓目傮w上減少NOx排放的基本原理是：在富燃料燃燒階段，由于氧氣濃度較低，燃料的燃燒速度和溫度都比正常過氧燃燒要低，從而抑制了熱力型NOx的生成，同是由于不能完全燃燒，部分中間產物如HCN和NH3會將部分已生成的NOx還原成N2，從而使燃料型NOx的排放也有所減少。另外該法需要添加配套設備如風機、風道等，使系統(tǒng)變得復雜并增加了投資，對于舊機組改造時往往受到場地的限制。由于這部分煙氣的溫度較低（140～180℃）、含氧量也較低（8%左右），因此可以同時降低爐內的燃燒區(qū)溫度和氧氣濃度，從而有效地抑制了熱力型NOx的生成。顯然，以上原則多數(shù)與煤粉爐降低飛灰含碳量、提高燃盡率的原則相矛盾，因此在設計開發(fā)低NOx燃燒技術時必須全面考慮。反應R1是指含氮的中間產物被氧化生成NOx的過程，反應R2指生成的NOx被含氮中間產物還原成N2的反應。在圖36中同時還給出了為了滿足環(huán)保要求，不同爐型的NOx排放控制要求的簡單線算方法，因此通過這張圖就可以初步判斷用什么方法可以達到排放的要求。煤燃燒的氮氧化物形成實際上是一個非常復雜的過程，與煤種、燃燒方式及燃燒過程的控制密切相關。該過程如圖33所示。同時由于煤的熱解溫度低于其燃燒溫度，因此在600～800℃時就會生成燃料型NOx，而且其生成量受溫度不大。 ），這些活化的CHi和空氣中的氮反應生成中間產物HCN、NH和N，隨后又進一步被氧化成NO，實驗表明這個過程只需60ms，故稱為快速型NOx，這一機理是由費尼莫（Fenimore）發(fā)現(xiàn)的，所以又稱為費尼莫機理。其生成機理十分復雜，如圖32所示。但總體上來說，熱力型NOx的反應速度要比燃燒反應慢，而且溫度對其生成起著決定性的影響。熱力型NOx熱力型NOx是參與燃燒的空氣中的氮在高溫下氧化產生的，其生成過程是一個不分支的鏈式反應，又稱為捷里多維奇（Zeldovich）機理 (31) (32) (33)如考慮下列反應 (34)則稱為擴大的捷里多維奇機理。因此在本章的討論中，NOx即可以理解為NO和NO2。燃煤鍋爐的低NOx燃燒技術NOx是對N2O、NONO、N2O5以及PAN等氮氧化物的統(tǒng)稱。N2O之所以引起關注，是由于其在低溫燃燒的流化床鍋爐中有較高的排放量，同是與地球變暖現(xiàn)象有關，對于N2O的生成和抑制的內容我們將結合流化床燃燒技術進行介紹。試驗表明，燃煤過程生成的NOx中NO占總量的90%，NO2只占5%～10%。實驗表明，當溫度超過1200℃時，已經有少量的NOx生成，在超過1500℃后，溫度每增加100℃，反應速率將增加6～7倍，NOx的生成量也有明顯的增加，如圖31所示?？焖傩蚇Ox快速型NOx中的氮的來源也是空氣中的氮，但它是遵循一條不同于捷里多維奇機理的途徑而快速生成的。 ，CH2燃料型NOx由燃料中的N生成的NOx稱為燃料型NOx，由圖31可知，燃料型NOx是煤粉燃燒過程中NOx的主要來源，占總量60%～80%。在燃燒過程中，一部分含氮的有機化合物揮發(fā)并受熱裂解生成N、CN、HCN和NHi等中間產物，隨后再氧化生成NOx；另一部分焦炭中的剩余氮在焦炭燃燒過程中被氧化成NOx，因此燃料型NOx又分為揮發(fā)分NOx和焦炭NOx。同時進一步研究表明，焦炭氮向NOx的轉化率很低，大多數(shù)燃料型NOx屬于揮發(fā)分NOx，以上知識對于研究和開發(fā)燃料型NOx的控制技術是相當重要的。圖36進一步給出了都是煤粉爐不同燃燒方式的條件下的NOx排放量，從圖中可以看出，從NOx原始排放量來看，最佳的是固態(tài)排渣的切向燃燒鍋爐，這類鍋爐也是煤粉爐中應用最廣的一種爐型。根據燃料型NOx的生成機理，可以將其生成過程歸納為如下競爭反應燃料氮
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