低NOx燃燒器及低氮氧化物燃燒器,是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒器,采用低NOx燃燒器能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。
在燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2,通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實驗結(jié)果表明,燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO,平均約占95%,而NO2僅占5%左右。
一般燃料燃燒所生成的NO主要來自兩個方面:一是燃燒所用空氣(助燃空氣)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中,前者是NO的主要來源,我們將此類NO稱為“熱反應(yīng)NO”, 后者稱之為“燃料NO”,另外還有“瞬發(fā)NO”。
燃燒時所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實際上除了這些反應(yīng)外,NO 還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實際燃燒裝置中反應(yīng)達到化學(xué)平衡時,[NO2]/[NO]比例很小,即NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2很少,可以忽略。
降低NOx的燃燒技術(shù)
NOx是由燃燒產(chǎn)生的,而燃燒方法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響,因此可以通過改進燃燒技術(shù)來降低NOx,其主要途徑如下:
選用N含量較低的燃料,包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料;
降低空氣過剩系數(shù),組織過濃燃燒,來降低燃料周圍氧的濃度;
在過??諝馍俚那闆r下,降低溫度峰值以減少“熱反應(yīng)NO”;
在氧濃度較低情況下,增加可燃物在火焰前峰和反應(yīng)區(qū)中停留的時間。
減少NOx的形成和排放通常運用的具體方法為:分級燃燒、再燃燒法、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)等。
一般常用低氮氧化物燃燒器簡介
燃燒器是工業(yè)爐的重要設(shè)備,它保證燃料穩(wěn)定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程,因此,要抑制NOx的生成量就必須從燃燒器入手。根據(jù)降低NOx的燃燒技術(shù),低氮氧化物燃燒器大致分為以下幾類:
1.階段燃燒器
根據(jù)分級燃燒原理設(shè)計的階段燃燒器,使燃料與空氣分段混合燃燒,由于燃燒偏離理論當(dāng)量比,故可降低NOx的生成li。
2.自身再循環(huán)燃燒器
一種是利用助燃空氣的壓頭,把部分燃燒煙氣吸回,進入燃燒器,與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán),燃燒煙氣的熱容量大,燃燒溫度降低,NOx減少。
另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進入再循環(huán),并加入燃燒過程,此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果yan。
3.濃淡型燃燒器
其原理是使一部分燃料作過濃燃燒,另一部分燃料作過淡燃燒,但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒,因而NOx都很低,這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒hong。
4.分割火焰型燃燒器
其原理是把一個火焰分成數(shù)個小火焰,由于小火焰散熱面積大,火焰溫度較低,使“熱反應(yīng)NO”有所下降。此外,火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時間,對“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用da。
5.混合促進型燃燒器
煙氣在高溫區(qū)停留時間是影響NOx生成量的主要因素之一,改善燃燒與空氣的混合,能夠使火焰面的厚度減薄,在燃燒負荷不變的情況下,煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時間縮短,因而使NOx的生成量降低。混合促進型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計的sha。
6.低NOx預(yù)燃室燃燒器
預(yù)燃室是近10年來我國開發(fā)研究的一種高效率、低NOx分級燃燒技術(shù),預(yù)燃室一般由一次風(fēng)(或二次風(fēng))和燃料噴射系統(tǒng)等組成,燃料和一次風(fēng)快速混合,在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料進行燃燒,燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分,因此減少了NOx的生成。