低NOx燃烧器技术及原理
火力发电锅炉低氮燃烧技术介绍
91.20% 91.45% 750-800
190-255
表5-6 #3炉空预器出口氮氧化物含量
•2011.5.28 •测点
•#3炉301.72MW •空预器出口A侧 •空预器出口B侧
•NOx(mg/Nm3)
•240.64
•242.58
•NOx(mg/Nm3)
•241.61
通过现场考核试验结果为A侧空预器出口NOx排放浓度为240.64 mg/Nm3，B侧空预器出口NOx排放浓度为242.58 mg/Nm3，空预器出 口平均NOx排放浓度为241.61 mg/Nm3，NOx排放浓度低于300 mg/Nm3。
发份燃烧率；
2. 在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需 要以外，尽量维持一个较低氧量水平的区域，以最大限 度地减少NOx生成；
3. 优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间， 以最大限度地减少NOx生成；
4. 增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦 粒子中氮氧化物释出形成NOx的可能；
032 057p
NOx排放改造目标
烟煤和褐煤 NOx排放值控制在 150~350
mg/Nm3
贫煤
NOx排放值控制在 350~500 mg/Nm3
无烟煤 NOx排放值控制在 700-800 mg/Nm3
特别需要强调的是：对于比较好的烟煤如神华烟煤、 准东烟煤等煤种通过燃烧系统的低NOx改造，NOx排 放值即可控制在 200 mg/Nm3以下。
燃烧器改造范围
•主燃烧器更换为 区段控制低氮燃烧技 术的低NOx煤粉燃烧器； •增设燃尽风燃烧器； •增设燃尽风道、燃尽风箱、风箱挡板、 挡板执行机构、风量测量装置等； •设置燃尽风水冷壁喷口管屏； •配套平台扶梯的增加或改造； •其他配套设备；
NOx的产生机理及排放控制解析
• 高活性CATA.会使二氧化硫氧化成三氧化硫.
SCR喷氨法催化剂反应器置于空气预 热器与静电除尘器之间
空气
NH3+空气
NH3
锅炉
NH3储罐 蒸发器 空气预热器
空气
SCR反应器
静电除 尘器
湿法烟 气脱硫
系统
去烟囱
SCR喷氨法催化剂反应器布置在
• 3.4烟气再循环法
• 4．炉膛喷射脱硝
• 实质为向炉膛喷射某种物质，可在一定温 度条件下还原已生成的一氧化氮，以降低的排 放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。
• 4.1 喷水法反应为： • 但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸
钾，不现实。
• 4.2喷二次燃料： • 即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择
举例：固态除渣煤粉炉，当要求NOx排放值为650mg/m3时，所需的NOx降低率为36％。
120
NOx降低率(%)
100
循环床
80
链条炉
抛煤机炉
60
鼓泡床
40
固态除渣煤粉炉
20
液态除渣煤粉炉
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
NOx排放值(mg/m3)
• 喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应 充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要 条件。
• 若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉 炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受 热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨 （粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。
• 总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范 围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。 当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。
低氮燃烧的脱氮效率-概述说明以及解释
低氮燃烧的脱氮效率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以是以下内容之一：1.1概述低氮燃烧技术是在保证燃烧过程中能量利用效率的同时，降低燃料燃烧产生的氮氧化物（NOx）排放的一种有效手段。
随着全球环境问题的日益突出，尤其是大气污染对人类健康和环境的危害越来越严重，低氮燃烧技术的研究与应用日益受到重视。
本文将重点探讨低氮燃烧的脱氮效率。
首先，将对低氮燃烧技术的原理进行简要介绍，包括燃料的燃烧过程、NOx的生成机理等。
其次，将详细阐述低氮燃烧技术的常用手段，包括气体调节、燃烧调控、燃烧器结构优化等。
在本文的结论部分，将对低氮燃烧的脱氮效率进行总结，并探讨未来低氮燃烧技术的发展前景。
通过对现有低氮燃烧技术的分析与比较，可以为进一步提高脱氮效率提供一定的指导和参考。
通过深入研究低氮燃烧技术的相关原理和应用，我们可以进一步了解如何优化燃烧过程以降低NOx排放，从而减少环境污染，保护人类健康。
此外，对未来低氮燃烧技术的展望也将为相关研究者提供前进方向，推动低氮燃烧技术的发展和应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示：文章结构本文主要包含以下几个方面内容：引言、正文和结论。
1. 引言引言部分将对低氮燃烧的脱氮效率进行概述，并介绍本文的目的和结构。
2. 正文正文将详细介绍低氮燃烧的原理和技术手段。
2.1 低氮燃烧的原理这一部分将对低氮燃烧的基本原理进行阐述。
包括通过调整燃烧方式、优化燃烧参数以及采用先进的燃烧技术等手段，降低燃烧过程中产生的氮氧化物排放。
2.2 低氮燃烧的技术手段这一部分将介绍低氮燃烧中常用的技术手段。
包括燃烧室设计优化、燃烧系统调节、燃料改进以及污染物后处理等多种手段，用于提高燃烧效率和降低氮氧化物排放。
3. 结论结论部分将对低氮燃烧的脱氮效率进行总结，并展望低氮燃烧的未来发展。
3.1 低氮燃烧的脱氮效率总结这一部分将对低氮燃烧的脱氮效率进行总结。
综合各种低氮燃烧技术手段的优劣，评估其在降低氮氧化物排放方面的效果，并提出相应的建议和改进措施。
低氮燃烧技术介绍
降低氮氧化物产生的方法
（4）采用外烟气再循环(FGR)燃烧技术：可根据需要，按烟气循环量的 大小， 可以做到NOx排放低于60mg或30mg 。
降低氮氧化物产生的方法
● 浓淡燃烧技术 燃烧器燃料与助燃空气均分为三级 ，燃烧器第一级燃料量大于空气量，进行负 氧燃烧,即浓燃烧法；为了使燃料充分燃烧，在第三级补充过量空气量，进行富 氧燃烧。 ● 分级燃烧技术 采用分级燃烧，以降低污染物的生成，燃料分为三级，助燃空气分为三级。 ● 再循环技术 再循环分为烟气内循环和烟气外循环，燃烧器采用特殊设计，在炉膛内形成回流 区，实现了烟气内循环；另外，在烟道上抽取部分烟气，与助燃空气在混合箱内 混合后，再送进炉膛燃烧，实现了烟气外循环。 ● 预混技术 燃气在进入锅炉炉膛前，利用特制的燃料抢，通过多角度喷射，在炉膛喉口处与 空气预先混合，并利用进入空气流场动量，转而喷入炉膛，达到燃料与空气混合 均匀，降低氮氧化物的目的。 ● 中心稳燃技术 在燃烧器的中间部位布置少量助燃空气，以很低的速度流动，再在此中心低速区 域内布置少量燃料，这些少量燃料以锥角喷出，由于这部分燃料是布置在低速助 燃空气区域，可以保证被点燃，且稳定燃烧。
谢谢各位的聆听! 欢迎交流！
等级 1 2 3
mg/m3 ≤170 ≤120 ≤80
ppm ≤91 ≤64.2 ≤42.8
排放标准情况
3、国家标准及部分地方标准
标准
生效日期
燃油锅炉
燃气锅炉
GB13271-2014
GB13271-2001 北京
DB11/ 139-2007 天津 上海 山东
2014.7.1
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（a）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为（b）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力次方成正比，与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。
（c）燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说，也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：（1）减少燃烧的过量空气系数；（2）控制燃料与空气的前期混合；（3）提高入炉的局部燃料浓度。
NOX形成机理-如何控制NOX浓度
NOX形成机理,如何控制NOX浓度1、NOx的危害：氮氧化物（NOx）是重要的空气污染物质，其产生的途径为燃烧火焰在高温下氮气与氧气的化合，以及燃料中的氮成分在燃烧时氧化而成。
氮氧化物的环境危害有二种，在阳光的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物光化反应，造成光雾及臭氧之二次空气污染;此外氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。
2、NOx生成机理和特点2.1 NOx生成机理在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种：（1）热力型NOx，燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(ZELDOVICH)反应式表示，即O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O在高温下总生成式为N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。
当T<1 500 ℃时,NO的生成量很少,而当T>1 500 ℃时,T每增加100 ℃,反应速率增大6~7倍。
（2）快速型NOx，快速型NOx是1971年FENIMORE通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成NOx，其形成时间只需要60 ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。
（3）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物,在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600~800 ℃时就会生成燃料型NOx。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型NOx的形成也由气相氮的氧化和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。
玻璃窑炉新型低NOx燃烧系统设计及配套方案
在玻璃熔窑燃烧系统设计中，燃烧器的设计与选用至关重要，是玻璃企业过程减排的关键影响因素之一，过程减排的关键是整体有效的NOx燃烧系统设计及配套技术方案。
燃烧器的选用：玻璃熔窑用天然气燃烧器是为玻璃原料熔化提供必要的、充分的热量的装备。
燃烧器形成的火焰形状、质量直接影响玻璃窑炉单位能耗、熔化率、玻璃质量、烟气中NOx生成量等。
我司设计的新型低NOx燃烧器，可根据实际生产需求通过调整适宜的燃烧器上倾角度和燃料流量实现对火焰形状的精准调节，无需引射气，如图1所示。
图1 新型低NOx燃烧器该天然气燃烧器是一种双火焰节能燃烧器，其技术原理、特点及适用性为：技术原理，玻璃窑炉烟气中NOx主要为热力型NOx，由空气中的氮气和燃烧过程中多余的氧气在高温下发生反应形成。
使燃料在同一窑炉中在相对分散的温度制度下进行燃烧反应，形成分阶段燃烧，第一阶段为贫氧（富燃料）燃烧，由于缺少助燃介质产生NOx的量较少；第二阶段，燃料在后期离开窑炉前继续与空气反应形成完全燃烧，由于温度相对低不易形成热力型NOx，且还能减少过剩空气系数，此技术为“玻璃熔窑低氮排放分阶段燃烧技术”。
特点及适用性：依据上述技术原理，该天然气燃烧器进行了特殊喷嘴结构设计，同时通过调节燃烧器体内外腔燃气的流通截面积，使内外喷嘴气体流量与喷出的速度随之不同，火焰长度长短可根据需要自由调节，形成燃料的分阶段燃烧过程，避免局部高温的同时可降低过剩空气系数，达到燃料在低NOx排放下充分燃烧的目的，并且在确保大碹和胸墙不被火焰冲刷的前提下能够改善熔化状况，降低能耗。
该燃烧器适用于各种类型烧天然气的玻璃熔窑。
燃烧控制阀组：燃烧控制阀组需要设置必要的天然气压力检测控制单元、天然气流量检测控制单元、天然气换向控制单元等以满足生产工艺要求。
同时还应考虑：一是对每支燃烧器都可以单独控制，而不是每侧进行控制，这样可以精准控制每支燃烧器的流量，使火焰达到理想燃烧状态，从而减少NOx的产生，节约能耗；二是燃气的流量和助燃风的流量要转化成标准状态，做比较精确的测量，为化学计量式燃烧做准备。
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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低NOx燃烧
低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧，是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧技术，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。
大量实验结果表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO，平均约占95%，而NO2仅占5%左右。
一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面：一是燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。
在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，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。
降低NOx的燃烧技术
NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，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；
降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度；
在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”；
在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。
减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。
一般常用低氮氧化物燃烧器简介
燃烧器是工业炉的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。
根据降低NOx的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下六类：
A．阶段燃烧器
根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。
B．自身再循环燃烧器
一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。
由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。
另一种自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。
C．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。
D．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。
E．混合促进型燃烧器
烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。
混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。
F．低NOx预燃室燃烧器
预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。