论超低NOX燃烧器的发展趋势
低NOx燃烧器的发展及应用注意事项

( )热 转 化 型 T NOx( h r lNOx — — 2 — T ema )
燃 烧 室 温度增 加 , 浓度 将 增 加 。燃 烧 器 NO
的选择 能 够 影 响 燃 烧 室 的 温 度 , 而 影 响 NO 。 从 燃 烧器 造 成炉 内不 同的热 强度 变 化将 导致 不 同的
中 图 分 类 号 : 9 5 文献 标E 6 B 1 0—8 5 2 O ) 50 0 —5
NO 是 加 热 炉 排 放 的 主 要 污 染 物 之 一 。
量级 , 只有 当低 No 燃 烧 器 显 著减 少 NOx总 量
Nox是 所 有 氮 氧 化 物 的 统 称 。 只有 弄 清 楚
NO 的生成 机 理 , 到 抑 制 方 法 , 能 研 制 出低 找 才
N0 的燃 烧 器 。燃 烧 过 程 中 生 成 的 No 有 9 0
以 上 是 NO, 较 低 温 度 下 , 在 NO 氧 化 成 NOz 。
收 稿 日期 :0 80 —5 2 0 —32 。 作者简介 : 文辉 (90 ) 男 , 川泸 县人 。16 李 14 一 , 四 9 4年 毕 业
于 四川 石 油 学 院炼 油 厂 机 械 专 业 。 现 在 中 国 石 化 工 程 建 设
是 在火 焰 面 下 游 空气 中 的 N 和 o 在 高 温 下 反
种减 少 NOx生成 的技 术— — 低 NO x燃 烧 器 ; 燃 烧之 后 的烟气 脱 除 NO 技 术 。为 了减 少 No x的 排放 , 三十 年 来 , 制 出 了各 式 各 样 的 低 NO 近 研 x
燃 烧 器 。 低 NO x燃 烧 器 在 结 构 、 用 性 能 和 火 焰 使
目前国内流行的低NOx燃烧技术

目前国内流行的低NOx燃烧技术用改变燃烧条件的方式来降低NOx的排放,统称为低NOx燃烧技术。
在各类降低NOx排放的技术中,低NOx燃烧技术采纳最广、相对简单、经济而且有效。
目前要紧有以下几种:1. 低过量空气燃烧程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,能够抑制NOx的生成。
这是一种最简单的降低NOx排放的方式。
一样可降低NOx排放15-20%。
但如炉内氧浓度太低(3%以下),会造成浓度急剧增加,增加化学不完全燃烧热损失,引发飞灰含碳量增加,燃烧效率下降。
因此在锅炉设计和运行时,应选取最合理的过量空气系数。
2 .空气分级燃烧是将燃料的燃烧进程分时期完成。
在第一时期,将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70-75%(相当于理论空气量的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。
现在第一级燃烧区内过量空气系数α<1,因此降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。
因此,不但延迟了燃烧进程,而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反映率,抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
为了完成全数燃烧进程,完全燃烧所需的其余空气那么通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA(over fire air)――称为"火上风"喷口送入炉膛,与第一级燃烧区在"贫氧燃烧"条件下所产生的烟气混合,在α>1的条件下完成全数燃烧进程。
由于整个燃烧进程所需空气是分两级供入炉内,故称为空气分级燃烧法。
弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。
在第一级燃烧区内的过量空气系数越小,抑制NOx的生成成效越好,但不完全燃烧产物越多,致使燃烧效率降低、引发结渣和侵蚀的可能性越大。
因此为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和靠得住性,必需正确组织空气分级燃烧进程。
级燃烧方式改造现有煤粉炉,应付前墙或前后墙布置燃烧器的原有炉膛进行改装,将顶层燃烧器改作"火上风"喷口,将原先由顶层燃烧器送入炉膛的煤粉中形成富燃料燃烧,从而NOx生成。
浓淡燃烧低NOx生成机理及模拟研究

浓淡燃烧低NOx生成机理及模拟研究
随着我国城市天然气的迅猛发展,各种民用燃具日益增多,燃具燃烧产生的NOx对室内环境有着严重的污染。
NOx污染的严重危害越来越受到社会的普遍重视,室内污染的概念也得到了人们的逐步认识。
由于民用燃具是室内污染的主要污染源,本文探讨浓淡燃烧技术应用于民用燃具,对该燃烧方法降低NOx的效果进行了研究。
本文首先介绍了NOx的来源和危害,以及国内外低NOx燃烧技术研究现状。
然后从理论上论述了NOx的生成机理和抑制途径,并且对甲烷燃烧时NOx生成的机理进行了简化处理。
本文重点介绍了浓淡燃烧理论。
浓淡燃烧是一种较新的低NOx燃烧技术。
所谓浓淡燃烧,是指在同一个燃烧器上将浓火焰和淡火焰有机的组合起来,有效的控制氮氧化物的生成条件,以减少氮氧化物的排放。
浓火焰燃烧形式为部分预混燃烧,淡火焰的燃烧形式为全预混燃烧。
通过理论分析表明,将二者有机的结合在一起时,可以在很大的程度上降低氮氧化物的生成。
通过对浓淡燃烧采取数值模拟的理论分析,得出浓淡燃烧最佳的一次空气系数的配比:浓火焰的一次空气系数是0.6~0.7,淡火焰一次空气系数1.6~1.7,这种配比使燃烧充分而稳定,同时很好的抑制了氮氧化物的生成。
最后,指出采用合理的一次空气系数的配比,能够有效的降低氮氧化物的生成量。
低NOx燃烧技术及典型低NOx燃烧器的结构原理

o c c u p y i n g a l a r g e p r o p o r t i o n i n t h e f e e d g a s i s r e l a t e d t o t h e c o r e c o mp e t i t i v e n e s s o f t h e p r o j e c t ’ S p r o d u c t i o n a n d o p e r a t i o n
太原科技大学化学工程工艺专业 , 工程师 , 山西华兆煤化工 有限 第一 作者简 介 : 郭 斌, 男, 1 9 8 3年 4月生 , 2 0 0 8年 毕业于 责任公司 , 山西省太原市 , 0 3 0 0 2 4 .
The An a l y t i c Re s e a r c h o n t he Ut i l i z a t i o n o f t he Na t ur a l
Ga s Pr o d u c e d f r o m t h e Co k e Ov e n Ga s
GUo Bi n
AB S T RAC T : C u r r e n t l y , i n C h i n a t h e r e a r e s e v e r a l s e t s o f t e c h n i c a l p r o j e c t s o f s y n t h e t i c n a t u r a l g a s t r a n s f o r m e d f r o m t h e
c o k e o v e n g a s g o i n g i n t o o p e r a t i o n , h o we v e r , t h e p r o b l e m o f “ mo r e h y d r o g e n a n d l e s s c a r b o n i n f e e d g a s ”e x i s t s i n t h e u t i l i z a t i o n o f t h e s y n t h e t i c n a t u r a l g a s p r o d u c e d r f o m t h e c o k e o v e n g a s , a n d h o w t o ma k e e f f e c t i v e u s e o f t h e h y d r o g e n
低氮燃烧器 氮氧化物超标

低氮燃烧器氮氧化物超标低氮燃烧器是一种针对工业燃烧过程中氮氧化物(NOx)排放量较低的燃烧器。
氮氧化物是一类对大气环境有害的污染物,其排放会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题,并且对人体健康也有一定影响。
为了减少氮氧化物的排放量,低氮燃烧器采用了一系列技术措施,如优化燃烧过程、改变燃烧器结构和调节燃料供给等。
然而,即使采用了低氮燃烧器,氮氧化物的排放量仍有可能超标。
造成低氮燃烧器氮氧化物超标的原因可能有以下几个方面:1. 燃烧器设计不合理:低氮燃烧器的设计需要考虑燃烧过程的稳定性和燃烧效率,如果设计不合理,可能导致燃烧不充分或者燃烧温度过高,从而增加氮氧化物的生成。
2. 运行参数不当:燃烧器的运行参数对氮氧化物的生成有一定影响,如果操作不当,比如燃料供给过多或者空气过少,都可能导致氮氧化物的超标排放。
3. 原料质量问题:燃烧器使用的燃料和氧气等原料的质量也会影响氮氧化物的生成量,如果原料中含有较高的氮含量,那么在燃烧过程中就会产生更多的氮氧化物。
针对低氮燃烧器氮氧化物超标的问题,可以采取以下措施进行改善:1. 优化燃烧器设计:针对具体的燃烧器类型和应用场景,进行合理的燃烧器设计,包括燃烧室结构、喷嘴布置和气流调节等方面,以提高燃烧效率和减少氮氧化物的生成。
2. 调整燃烧器运行参数:通过合理的调整燃料和空气的供给量,控制燃烧过程中的温度和氧气浓度,以减少氮氧化物的形成和排放。
3. 优化原料质量:选择低氮含量的燃料和高纯度的氧气作为燃烧器的原料,可以降低氮氧化物的生成量。
4. 定期检修和维护:燃烧器的定期检修和维护非常重要,包括清洗燃烧室、更换损坏的部件和调整喷嘴等,以确保燃烧器的正常运行,并避免氮氧化物超标排放的问题。
需要注意的是,针对具体的低氮燃烧器和燃烧工艺,解决氮氧化物超标的问题需要通过实际情况进行综合分析和技术调整。
在设计和运行过程中,建议遵循相关的环保法规和标准,确保燃烧过程中的氮氧化物排放量符合要求。
低NOx燃烧器

低NOx燃烧器1、工业用低氮燃烧器(1)促进混合型低氮燃烧器其结构如下图所示:它是美国为阿波罗登月号着陆用发动机而设计的,由于燃料呈细流与空气垂直混合,故混合快而均匀,燃烧温度也均匀。
若干小火焰组成很薄的钟形火焰,很快被冷却,燃烧温度低。
火焰薄,烟气在高温区停留时间也短。
该燃烧器的特点是负荷变化50%~100%以内,火焰长度基本不变。
氮氧化物随过剩空气系数减少,降低不多。
在低过剩空气量下燃烧稳定,CO排量小。
适合中小型工业锅炉。
(2)分割火焰型低氮燃烧器最简单的形式是在喷嘴处开数道沟槽将火焰分割成若干个小火焰,如下图所示:由于火焰小,散热面积大,燃烧温度降低和烟气在火焰高温区的停留时间缩短,故抑制了氮氧化物的生成,一般可降低40%。
(3)烟气自身再循环型低氮燃烧器其结构如下图所示:利用燃气和空气的喷射作用将烟气吸入,使烟气在燃烧器内循环。
由于烟气混入,降低燃烧过程氧的浓度,降低燃烧温度,防止局部高温产生和缩短了烟气在高温区的停留时间。
(4)阶段燃烧型低氮燃烧器最简单阶段型低氮燃烧如下图所示:是空气进行分段供给。
也有燃料进行分段供给的,其效果比空气分段供给更好些。
(5)组合型低氮燃烧器组合型就是将上述方式进行组合,一般结构比较复杂。
下图是SNT型低氮燃烧器:其特征是:燃气从中心供入,空气以强旋转气流在燃气流周围供入。
在强空气旋转气流作用下,加速了燃气与空气的混合,增加了混合均匀性,促进了燃烧反应,防止局部高温的产生,使火焰具有均匀的较低的温度水平。
强烈的混合还可降低过剩空气,可在低过剩空气系数下实现完全燃烧。
空气的旋流,在火道出口产生回流区,形成烟气的自身循环,不仅起到稳定火焰和加速燃烧反应作用,同时降低燃烧区温度和氧气浓度的作用。
比较狭窄的圆柱形火道,可以防止燃气在高温火道内燃烧。
大量燃气流出火道后在火道出口处及炉膛内燃烧,火焰处于炉膛内,散热条件好,燃烧温度有所降低。
氮氧化物的生成实现了多种方法的抑制。
国外低NOx煤粉燃烧器的研究进展及发展趋势

制 二 次 风 量 ;在 内 外 二 次 风 进
、
口
前采用 环 形 毕托 管测
口
量 风 量 以 便 于 控 制 各 燃 烧 器 间 的 风 量 分 配 ;出
,
之间
,
1
.
1
双调风旋流低 NO
;
系列燃烧器
70
设 有气 流分 离板 且
,
一
次风 喷 口 端部装有齿 形 稳燃 环
,
≤
美国
B
&
W
公 司从 上 世纪
优 化 了空气 / 料 的输 送 系 统 , 结 构更 加 简 单 , 烧 燃 使 燃 技术经济综述 器 整体 尺寸 更 小 , 但 易 于 安 装 , 且 减 少 了 生 产 成 不 而
本 。
燃 烧器 —— D RB一4 T 低 NO ZM 燃 烧 器 ( 2 E 。该 图 )3 ]
燃烧器 在 D RB—X L基 础 上 增 设 了 过 渡 区 直 流 风 , C
,
一
图 1
DR B
—
XCL
低
Nn
燃 烧器
次风 分成 两 部 分 分 级 送 入 已 着 火 的
, , ,
。
在煤粉着
一
火 的 初 始 阶段 只 加 入 部 分 二 次 风 继 续 维 持 的 富燃料 燃 烧 形 成
,
一
段距离
DR B
—
XCL
,
燃烧 器 的 主要 特点 :
一
次风入
口
设有
技 术 经
级燃烧 区
美 国 F 公 司从 1 7 w 9 6年 开 始 研 发 低 N 燃 烧
器 , 目前 为止 已经 开 发 了 五 代低 NO 到 燃 烧 器 , 中 其
低氮燃烧烟气循环比率

低氮燃烧烟气循环比率一、低氮燃烧技术低氮燃烧技术是一种能够减少氮氧化物排放的燃烧技术。
在燃煤过程中,通过控制燃烧条件和反应温度等参数,可以减少氮氧化物的生成和排放。
低氮燃烧技术主要包括以下几种:1.空气分级燃烧技术:通过将燃料与空气的接触方式进行改变,降低燃烧区的氧含量,从而使燃烧温度降低,减少氮氧化物的生成和排放。
2.燃料分级燃烧技术:将燃料分为多段进行燃烧,减少初始燃烧区的燃料含量,从而降低燃烧温度和氮氧化物的生成。
3.烟气再循环技术:将部分烟气回流到燃烧区域,降低氧含量和燃烧温度,从而减少氮氧化物的生成和排放。
二、烟气循环比率的计算烟气循环比率是烟气再循环技术中的重要参数,它表示回流的烟气量与总烟气量的比值。
烟气循环比率的计算公式为:循环比率 = (回流烟气量 / 总烟气量) × 100%在实际操作中,需要根据不同的燃烧条件和设备参数来确定烟气循环比率的具体数值。
三、烟气循环对NOx排放的影响烟气循环对NOx排放的影响主要体现在以下几个方面:1.降低燃烧温度:回流的烟气会降低燃烧区的温度,从而减少高温条件下NOx的生成和排放。
2.改变燃料和空气的混合方式:回流的烟气会改变燃料和空气的混合方式,从而影响NOx的生成和排放。
3.增加燃料在燃烧区的停留时间:回流的烟气会增加燃料在燃烧区的停留时间,从而增加燃料与空气的接触机会,减少NOx的生成和排放。
四、低氮燃烧技术的发展趋势随着环保要求的不断提高,低氮燃烧技术的研究和应用也越来越受到关注。
未来低氮燃烧技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1.多种低氮燃烧技术的联合应用:将不同的低氮燃烧技术进行组合应用,可以更好地降低NOx的排放。
2.增加烟气循环比率的控制精度:通过对烟气循环比率的精确控制,可以实现NOx排放的精确调控。
3.开发新型的低氮燃烧器:通过对燃烧器的优化设计,可以进一步降低NOx的排放。
五、结论低氮燃烧技术是减少氮氧化物排放的重要手段之一。
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论超低NOX燃烧器的发展趋势
作者:谈寅
来源:《中国科技纵横》2015年第04期
【摘要】本文主要讲述了超低NOX燃烧器的发展历程和超低NOX燃烧器的技术。
NOX 是加热炉排放的主要污染物之一,NOX对环境的危害主要是损坏人的呼吸道,重者可致肺坏,NOX对粘膜、神经系统和造血系统都有危害,所以超低NOX燃烧器技术是很重要的,大大提高了超低NOX燃烧器的发展趋势。
【关键词】超低NOX燃烧器技术发展
1 低NOx燃烧器简介
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NOx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。
很多试验结局显示, NO是燃烧装置积蓄的氮氧化物的重要成分,平均约占95%,5%左右是NO2所占的。
通常燃料燃烧所天生的NO首要来源2个方面:一是燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;二是燃料中包含氮化物在燃烧原委中热分解再氧化。
在很多的燃烧装置中,前面的是NO的重要出处,“热反应NO”是我们为此类的NO取的名字,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。
2 低NOX燃烧技术
2.1 低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的要求下实行,跟着烟气中过量氧的下降,可以控制NOx的生成。
这种方法是最简明的降低NOx排放的办法。
通常可下降NOx排放15-20%。
但如炉内氧浓度过低(3%以下),会导致浓度迅速加多,添加化学不完全燃烧热亏损,导致飞灰含碳量添加,燃烧效率降低。
所以在锅炉设计与运营时,要采用最适合的过量空气系数。
2.2 空气分级燃烧
空气分级燃烧技术是将燃烧所需的空气分级送入炉内,使燃料在炉内分级分段燃烧。
在第一阶段,燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70-75%(相当于理论空气量的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。
此时第一级燃烧区内过量空气系数α
2.3 燃料分级燃烧
再燃区富燃料燃烧中氮氧化物的还原反应,反应式为:
4NO+CH4=2N2+CO2+2H2O
2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2=N2+2nCO2+mH2O
2NO+2CO=N2+2CO2
2NO+2C=N2+2CO
2NO+2H2= N2+2H2O
燃料分级燃烧技术是将锅炉炉膛分成主燃区、再燃区和燃尽区。
主燃区供入全部燃料的70%~90%,采用常规的低过剩空气系数(α≤1.2)燃烧生成NOx;与主燃区相邻的再燃区,只供给10%~30%的燃料,不供入空气,形成很强的还原性气氛(α=0.8~0.9),将主燃区中生成的NOx还原成N2分子;燃尽区只供入燃尽风,在正常的过剩空气(α=1.1)条件下,使未燃烧的CO和飞灰中的碳燃烧完全。
一般,采用燃料分级可使Nox的排放浓度降低50%以上。
3 哪几种是低氮氧化物燃烧器
依据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类:
3.1 阶段燃烧器
依据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。
3.2 本身再循环燃烧器
一种是运用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,和空气混合燃烧。
因为烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度下降,NOx减少。
还有一种本身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。
3.3 浓淡型燃烧器
其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。
由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。
3.4 分割火焰型燃烧器
其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。
此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。
4 超低NOX燃烧器的发展
要把在NOX减排方面效果显著的几种燃烧器的优点集合起来,以某种炉型为研究对象,从化学反应动力学、空气动力学等角度出发,采用试验和数值的模拟方法,研究NOX形成的机理,从而设计出适合我国国情的、确实可行的新型低NOX燃烧器。
将低NOX燃烧器与其它影响锅炉热力性能与低污染燃烧的装备作为全部进行思考是为了NOX的排放能够下降,并结合炉内燃料分级或者空气分级、尾部烟气脱硝等措施,希望NOX排放做到最低。
近零排放,是指燃煤机组的烟气排放达到天然气机组标准,即二氧化硫不超过35毫克/标准立方米、氮氧化物不超过50毫克/标准立方米、烟尘不超过5毫克/标准立方米(广州市“50355”工程由此而来)。
进入2014年7月,被称为“史上最严”的中国火电大气污染排放新标准开始执行,头顶这一环保“紧箍咒”,不少中国煤电企业开始探路天然气标准的超低排放。
国家近期出台的NOX排放新标准是100mg/Nm3(50ppm),伴随着国家能源结构的调整,优化老机组性能,节能降耗的压力不断加大,东方电气以满足用户需求为目标,近年持续优化和改进技术,进一步提升产品的经济性和环保性,并积极向用户推介新技术,与客户合作对机组进行改造升级,以降低能耗,提高出力,保障机组安全可靠性,为用户提供“全生命周期”的服务。
在拥有成熟、领先的技术和产品基础上,锅炉与高校、科研院所合作持续提高产品性能,优化协同控制技术,为此提出了单一污染物高效脱除与多环节整体协同控制技术方案,对改造机组提出了技术路线:根据污染物排放情况开展超低NOX燃烧系统改造、SCR优化、加装低低温省煤器、电除尘器改造、FGD改造、加装WESP、加装或改造WGGH等。
5 结语
燃料燃烧过程中,排放的NOX气体是危害大,且较难处理的大气污染物,它不仅刺激人的呼吸系统、破坏呼吸系统,引起支气管炎和肺气肿,损害动植物、破坏臭氧层,而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。
所以,为降低NOX排放,开发超低NOX 燃烧器具有十分重要的意义。
参考文献
[1]姜涌,夏明明,覃绍亮,陈振宇.热力型NO_x的抑制[J].电站系统工程,2005(03).
[2]童大懋.水泥窑的NOx排放(续)[J].河南建材,2000(04).。