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低氮燃燒機的原理介紹

發布日期:2020-08-27 | 瀏覽次數:14051

    Ox燃燒機及低氮氧化物燃燒機,是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒機,采用低NOx燃燒機能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。


    在燃燒過程中所產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。大量實驗結果表明,燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO,平均約占百分之95,而NO2僅占百分之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NO”,后者稱之為“燃料NO”,另外還有“瞬發NO”。


    燃燒時所形成NO可以與含氮原子中間產物反應使NO還原成NO2。實際上除了這些反應外,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達到化學平衡時,[NO2]/[NO]比例很小,即NO轉變為NO2很少,可以忽略。


    降低NOx的燃燒技術


    NOx是由燃燒產生的,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,包括燃料脫氮和轉變成低氮燃料;


    降低空氣過剩系數,組織過濃燃燒,來降低燃料周圍氧的濃度;


    在過剩空氣少的情況下,降低溫度峰值以減少“熱反應NO”;


    在氧濃度較低情況下,增加可燃物在火焰前峰和反應區中停留的時間。


    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等。

    一般常用低氮氧化物燃燒機簡介


    燃燒機是工業爐的重要設備,它保證燃料穩定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程,因此,要控制NOx的生成量得從燃燒機入手。根據降低NOx的燃燒技術,低氮氧化物燃燒機大致分為以下幾類:


    1.階段燃燒機


    根據分級燃燒原理設計的階段燃燒機,使燃料與空氣分段混合燃燒,由于燃燒偏離理論當量比,故可降低NOx的生成。


    2.自身再循環燃燒機


    一種是利用助燃空氣的壓頭,把部分燃燒煙氣吸回,進入燃燒機,與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環,燃燒煙氣的熱容量大,燃燒溫度降低,NOx減少。


    另一種自身再循環燃燒機是把部分煙氣直接在燃燒機內進入再循環,并加入燃燒過程,此種燃燒機有控制氧化氮和節能雙重效果。


    3.濃淡型燃燒機


    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當量比下燃燒,因而NOx都很低,這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學當量燃燒。


    4.分割火焰型燃燒機


    其原理是把一個火焰分成數個小火焰,由于小火焰散熱面積大,火焰溫度較低,使“熱反應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NO”和“燃料NO”都有明顯的控制作用。


    5.混合促進型燃燒機


    煙氣在高溫區停留時間是影響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內停留時間縮短,因而使NOx的生成量降低。混合促進型燃燒機是按照這種原理設計的。


    6.低NOx預燃室燃燒機預燃室是近10年來我國開發研究的一種高校率、低NOx分級燃燒技術,預燃室一般由一次風(或二次風)和燃料噴射系統等組成,燃料和一次風快速混合,在預燃室內一次燃燒區形成富燃料混合物,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內析出揮發分,因此減少了NOx的生成。


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