湖北商用超低氮燃燒機技術方案在線咨詢,隆鑫熱能設備

低氮燃燒器提高燃燒效率,減少氮氧化物含量,低氮燃燒器改造在降低氮含量的同時極大地提高鍋爐的熱效率,同時也可以讓煙氣中NOx含量小于50mg/Nm3,CO小10mg/Nm3,過量空氣系數α小于1.05,調節比達到20:1.達到排放標準.煙氣外循環(FGR)是燃燒器中一種非常有效降低氮氧化物排放的技術,該技術對燃氣燃燒器效果特別顯著.在歐洲,瑞士瑞特力（Rutli）燃燒器煙氣外循環技術比較成熟,其P系列機型帶煙氣外循環的燃氣燃燒器氮氧化物排放可以達到60mg/m3.

1.降低鍋爐峰值溫度，將燃燒區的煤粉量降低。

   2.降低氧濃度（即降低過量空氣系數），將部分二次風管堵住。

  3.由于要保證鍋爐的出力，可將部分煤粉和空氣從鍋爐上部投入，這樣就控制了燃燒火焰中心區域助燃空氣的數量，縮短燃燒產物在高溫火焰區的停留時間，避免了高溫和高氧濃度的同時存在。

   4．在爐膛中設立再燃區，利用在主燃區中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產物CO、H2、C和CnHm等，將NO的還原成N2

近年來，煤燃燒造成的大氣污染問題備受人們關注,尤其我國北方供暖期的嚴重霧霾更是影響到了人們的日常生活。如何去除燃燒煙氣中氮氧化物，防止環境污染，現已作為世界范圍的問題，被尖銳地提了出來。

為防止鍋爐內煤燃燒后產生過多的NOx污染環境，應對煤進行脫硝處理。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術在現有LNB技術和SNCR技術原理的基礎上，對鍋爐LNB和SNCR技術進行大量的試驗研究和工程化研發，研究適應于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優化技術裝備的耦合技術。若使用的煤種是劣質的或者含的水分較多會稍許減少NO的排放量，但是比較難控制。首先對原有低氮燃燒器進行針對性改造，將燃燒器改造成更適合與SNCR系統耦合，控制燃料燃燒過程中NOx的生成量，其次建立SNCR煙氣脫硝系統，進一步降低煙氣中NOx濃度。通過實驗室和實際工程示范試驗，研究整套系統關鍵技術參數，包括鍋爐負荷變化對低氮燃燒和SNCR耦合技術下的氣固兩相流動和混合過程的影響規律，研究低NOx燃燒和SNCR技術耦合脫除NOx過程中燃燒區的溫度場、流場和濃度場分布規律。優化關鍵參數，可使系統在運行成本較低的情況下，達到較高的脫硝效率。

3.1 低過量空氣燃燒

低過量空氣燃燒是燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制煙氣中氮氧化物前驅體與O2的反應，這是一種的降低NOx排放的方法，可降低NOx排放15%～20%。燃氣管路由主管路及支管路造成，主管路部分包括手動關斷閥、壓力表等。但同時，如果爐內氧含量過低，如低于3%，則有可能導致燃氣的不完全燃燒，出口煙氣中CO含量或其他可燃物含量增加，降低燃燒效率。

3.2 空氣分級燃燒

空氣分級燃燒技術是將助燃空氣分級送入燃燒裝置的技術，通常在一級燃燒區，將助燃空氣量減少到總燃燒空氣量的70%～75%（相當于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒，過量空氣系數α＜1，在降低了燃燒區內的燃燒速度和溫度水平的同時，在燃燒區域形成還原氣氛，抑制了NOx在一級燃燒區的生成量。為了完成燃氣燃燒過程，將完全燃燒所需的其余空氣送入第二級燃燒區，與一級“貧氧燃燒”產生的煙氣混合，此階段空氣系數α＞1，保證了燃氣的燃燼度，同時，由于一階段產生的煙氣對空氣的稀釋，局部氧含量降低，有利于降低反應（1）（2）的反應速率。◆燃時，利用無焰燃燒 FGR技術，NOx排放低于30mg/m3。由于整個燃燒過程所需空氣是分兩級或多級送入燃燒區域，故稱為空氣分級燃燒法。才雷等將空氣分級燃燒技術作為降低鍋爐NOx排放的主要燃燒控制手段，通過對一次風二次風的給入控制，將煙氣出口NOx含量由1164.92mg/m3降低至704.7mg/m3。

3.3 燃料分級技術

燃料分級燃燒技術又稱為三級燃燒技術或再燃燒技術，空氣和燃料都分級送入爐膛，形成初始燃燒區、再燃區和燃盡區。其原理是利用燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未完全燃燒產物CO、H2、C和CnHm時，會發生NOx的還原反應，進而降低NOx的排放。將80%～85%的燃料送入一級燃燒區，在α＞1條件下，燃燒并生成NOx；其余15%～20%的燃料送入二級燃燒區，在α＜1的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在一級燃燒區中生成的NOx在二級燃燒區內被還原成氮氣，二級燃燒區又稱再燃區，在再燃區中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成；由于可能存在未燃燼的燃料，需在第三級燃燒區送入空氣，保證再燃區中生成的未完全燃燒產物的燃盡。美國John Zink公司利用燃料分級燃燒原理開發了適用于管式加熱爐的遠距離分級式爐子工業燃燒器結構及方法的專利技術，與未采用該技術的加熱爐相比，可減少28%左右的NOx排放。在運行方面，主要通過控制爐膛內燃燒氧量，提高二次風份額，降低給煤粒度，減少料層厚度等來降低氮氧化物的生成。

3.4 煙氣再循環

煙氣再循環時將一部分低溫煙氣直接送入燃燒區域，或與一次風或二次風混合后送入燃燒區域，不僅降低燃燒溫度，同時也降低了氧氣濃度，進而降低了NOx的排放濃度。美國卡博特公司在炭黑尾氣余熱鍋爐系統中采用了煙氣再循環技術對尾排煙氣進行了有效控制，當循環煙氣量由占總給入氣體量的0%、6%增大到39%時，煙氣NOx含量由522mg/m3降低為376mg/m3及246mg/m3。但鍋爐燃用煤種發生變化后，就會打破一開始鍋爐的經濟指標和環保指標的平衡關系。顯然，再循環煙氣進入燃燒區域后需要吸收熱量，重新升溫至燃燒溫度，過量的再循環煙氣將導致較低的燃燒溫度，必然引起不燃燒或燃燒不完全的現象，進一步將導致燃料無法穩定燃燒，通常煙氣再循環率控制在30%以內，以確保燃氣的穩定燃燒。

3.5 低NOx燃燒器

燃燒器的性能對低熱值燃氣燃燒設備的可靠性和經濟性起著主要作用。從NOx的生成機理出發，通過特殊設計的燃燒器結構以及通過改變工業燃燒器的風煤比例，可以將前述的空氣分級、燃料分級和煙氣再循環降低NOx濃度的低氮燃燒技術用于燃燒器，以盡可能地降低著火氧的濃度、適當降低著火區的溫度達到限度地抑制NOx生成的目的，這是目前低NOx燃燒器的主要設計理念。李陽扶等通過特殊的燃氣燃燒器結構設計，將燃料與空氣分級分段給入、燃料與助燃空氣以亞化學當量比率給入、抽取鍋爐尾部煙氣經混合裝置與空氣混合后進入燒嘴，將強化燃氣與助燃空氣的混合、分級分段燃燒、煙氣循環等技術進行集成，大大降低了NOx的生成。低NOx燃燒器中還有一種比較常用的燃燒技術為低NOx旋流燃燒技術，如2.4節所述。旋流燃燒技術強化反應物混合與穩定燃燒方面研究者們已形成了共識，旋流燃燒能夠形成燃燒產物的中心回流區，回流區內高溫低速的燃燒產物和中間體對未反應的空氣和燃料進行預熱、稀釋，能夠有效地強化低熱值合成氣燃燒，在高速射流下形成穩定的火焰。如何去除燃燒煙氣中氮氧化物，防止環境污染，現已作為世界范圍的問題，被尖銳地提了出來。與此同時，煙氣循環使得爐內溫度分布更加均勻，稀釋燃燒反應物，降低燃燒溫度、縮小高溫區，降低氧含量，有可能抑制NOx的形成，但不同研究者對旋流燃燒降低氮氧化物排放的研究結果卻存在較大差異。Coghe等分別采用了不同的燃燒器或旋流方式研究旋流數對NOx生產量的影響，結果表明隨著旋流數的提高，NOx排放量可降低25%～30%。而Zhou等的研究結果表明，隨著旋流數的提高，NOx排放量先高后減小，且仍高于無旋流時的排放量。