【正文】 離析反應(yīng)處于平衡狀態(tài)這一假定。其轉(zhuǎn)化率取決于過程中空氣過剩條件和溫度水平。因此，快速型氮氧化物主要產(chǎn)生于碳?xì)浠衔锖枯^高、氧濃度較低的富燃料區(qū)。此外分級(jí)燃燒和濃淡燃燒技術(shù)也可以控制熱力型 NOX。降低氧濃度可以通過煙氣循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。 一般來說，工業(yè)燃燒過程中以空氣為氧化劑時(shí)控制 N2 的濃度不容易實(shí)現(xiàn)，而富氧燃燒或純氧燃燒技術(shù)就是以減少 N2 從而減少熱力型 NOX 的一種方法。因此也就把這種在高溫下空氣中的氮氧化物稱之為溫度型 NOX。通過實(shí)驗(yàn)得到，溫度在1500℃以上附近變化時(shí)，溫度每升高 100℃，上述反應(yīng)的速度將增大 67 倍。另外，氧氣的濃度直接影響 NO 的生成量，氧濃度水平越高，NO 的生成量就會(huì)越多。熱力型 NOX 的生成速度要比相應(yīng)的碳等可燃成份燃燒速度慢，主要生成區(qū)域是在火焰的下游位置。熱力型 NOX 的生成量伴隨氧氣濃度和溫度的增大而加大。 O2→O+O N2+O→NO+N N+O2→NO+O 上述反應(yīng)是一個(gè)連鎖反應(yīng)，決定 NO 生成速度的是原子 N 的生成速度，反應(yīng)式 N+O2→NO+O 相比于式 N2+O→NO+N 是相當(dāng)迅速的，因而影響 NO 生成速度的關(guān)鍵反應(yīng)鏈?zhǔn)欠磻?yīng)式 N2+O→NO+N ，反應(yīng)式 N2+O→NO+N 是一個(gè)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的活化能由反應(yīng)式反應(yīng)和氧分子離解反應(yīng)的活化能組成，其和為 542X103J/mol。控制熱力型 NOX 的關(guān)鍵在于降低燃燒溫度水平，避免局部高溫。溫度對熱力型 NOX 的影響十分非常明顯，熱力型 NOX 又稱為溫度型 NOX。對于燃煤，通常燃料型 NOX 占 70％～85％，熱力型 NOX 占 15％～25％，其余為少量的快速型 NOX。鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的 NOX 一般可分為三大類：即熱力型 NOX(Thermaol NOX)、燃料型 NOX（Feul NOX） 、和快速型 NOX（Prompt NOX） 。京能集團(tuán)運(yùn)行人員培訓(xùn)教程BEIH Plant Course低氮燃燒技術(shù)原理low NOX bustion technologyMAJTD 目 錄1 低氮燃燒技術(shù) ................................................................................................................................1 NOX 產(chǎn)生機(jī)理和抑制方法 ...........................................................................................................1 影響 NOX 生成量的因素 ..............................................................................................................6 .............................................................................................................................13 基本原理 ...................................................................................................................................13 NOX 燃燒技術(shù)原理及其技術(shù)特征分析 .....................................................................14 空氣分級(jí)燃燒的基本原理 ....................................................................................................15 空氣分級(jí)燃燒的主要形式 ....................................................................................................15 軸向空氣分級(jí)燃燒的影響因素 ............................................................................................16 徑向空氣分級(jí)燃燒的影響因素 ............................................................................................16 燃盡風(fēng)的種類 .......................................................................................................................16 燃盡風(fēng)布置方式的選擇 .......................................................................................................22 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)的應(yīng)用前景 ............................................................................................23 .............................................................................................................................24 燃料再燃的原理 ...................................................................................................................24 再燃燃料的選擇 ...................................................................................................................25 再燃燃料的選取 ...................................................................................................................25 影響再燃效果的主要因素 ....................................................................................................27 燃料再燃技術(shù)的發(fā)展前景 ....................................................................................................27 NOX 燃燒技術(shù)原理及其技術(shù)特征分析 .................................................................27 煙氣再循環(huán)機(jī)理 ...................................................................................................................28 煙氣再循環(huán)率的選擇 ...........................................................................................................28 利用煙氣再循環(huán)實(shí)現(xiàn) HTAC..................................................................................................29 NOX 燃燒器技術(shù)原理及型式 ...................................................................................................29 低 NOX 燃燒器的原理 ...........................................................................................................29 直流煤粉燃燒器 ...................................................................................................................30 旋流煤粉燃燒器 ...................................................................................................................32 雙調(diào)風(fēng)燃燒器 .......................................................................................................................33 NOX 燃燒器的發(fā)展前景 ..........................................................................................................398 題 庫 .............................................................................................................................................411 低氮燃燒技術(shù) NOX 產(chǎn)生機(jī)理和抑制方法 鍋爐燃燒過程中成成的氮氧化物（主要是 NO 和 NO2）嚴(yán)重地污染了環(huán)境。因此，抑制NOX 的生成已成為大容量鍋爐的燃燒器設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)必須考慮的主要問題之一。上述 3 種氮氧化物的組成隨燃料含氮量不同有差別。圖 11 不同類型 NOX 生成量與爐膛溫度的關(guān)系 熱力型：熱力型 NOX 是高溫下空氣中氮?dú)庋趸?，其生成機(jī)理是由原蘇聯(lián)科學(xué)家捷里道維奇提出來的。當(dāng)燃燒溫度低于 1800K 時(shí)，熱力 NOX 生成極少；當(dāng)溫度高于 1800K 時(shí)，反應(yīng)逐漸明顯，且隨溫度的升高，NOX 生成量急劇升高。 （1 ） 產(chǎn)生機(jī)理：1） 化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)物、生成物活化能的影響：按澤爾多維奇機(jī)理，NO 生成可用如下一組不分支連鎖反應(yīng)來說明。分子氮比較穩(wěn)定，只有較大的活化能才能把它氧化成 NO，在反應(yīng)中氧原子的作用是活化鏈接的環(huán)節(jié)，它源于 O2 在高溫條件下的分解。正因?yàn)檠踉雍偷肿臃磻?yīng)的活化能很大，而原子氧和燃料中可燃成份反應(yīng)的活化能又很小，在燃燒火焰中生成的原子氧很容易和燃料中可燃成份反應(yīng)，在火焰中不會(huì)生成大量的 NO，NO 的生成反應(yīng)基本上在燃料燃燒完了之后才進(jìn)行。2） 反應(yīng)時(shí)間的影響： 在鍋爐燃燒水平下，NO 生成反應(yīng)還沒有達(dá)到化學(xué)平衡，因而 NO 的生成量將隨煙氣在高溫區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間增長而增大。當(dāng)溫度高于 1500℃時(shí)，NO 生成反應(yīng)變得十分明顯，隨著溫度的升高，反應(yīng)速度按阿累尼烏斯定律按指數(shù)規(guī)律迅速增加?？梢姕囟染哂袥Q定性影響。（2 ） 熱力型 NOX 的抑制： 熱力型 NOX 的產(chǎn)生源于空氣中的氮?dú)庠?1500 ℃以上的高溫反應(yīng)環(huán)境下氧化，所以，控制熱力型 NOX 的主要從一下幾方面入手：1） 降低燃燒反應(yīng)是的溫度，避開其反應(yīng)所需要的高溫環(huán)境；2） 使氧氣濃度處于較低的水平；3） 減少空氣中的氮?dú)鉂舛龋?） 縮短熱力型 NOX 生成區(qū)的停留時(shí)間。降低燃燒溫度在工程實(shí)踐中是通過向火焰面噴射水/水蒸氣來實(shí)現(xiàn)的。使一部分煙氣和新鮮空氣混合，既可以降低氧濃度，同時(shí)可以降低火焰的溫度。 快速型：快速型 NOX 主要是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高區(qū)域燃燒時(shí)所產(chǎn)生的烴與燃燒空氣中的 N2 分子發(fā)生反應(yīng)形成的 CN、HCN，繼續(xù)氧化而生成氮氧化物?？焖贉囟刃?NOX 是空氣中的氮分子在著火初始階段，與燃料燃燒的中間產(chǎn)物烴（CHi）等發(fā)生撞擊，生成中間產(chǎn)物HCN 和 CN 等，在經(jīng)氧化最后生成 NOX。（1 ） 產(chǎn)生機(jī)理： 快速溫度型 NOX 的產(chǎn)生是由于氧原子濃度遠(yuǎn)超過氧分子離解的平衡濃度的緣故。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著燃燒溫度上升，首先出現(xiàn) HCN，在火焰面內(nèi)到達(dá)最高點(diǎn)，在火焰面背后降低下來。還發(fā)現(xiàn)在 HCN 濃度經(jīng)最高點(diǎn)轉(zhuǎn)入下降階段時(shí)，有大量的 NHi 存在，這些胺化合物進(jìn)一步氧化生成 NO。快速溫度型 NOX 的生成量受溫度的影響不大，而與壓力的 0. 5 次方成正比。正常情況下，對不含氮元素的碳?xì)淙剂系妮^低溫度的燃燒反應(yīng)中，才著重考慮快速型 NOX。根據(jù)快速型 NO