低氮燃烧技术
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低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是一种有效的低NOx燃烧技术,运用空气分级燃烧原理对传统的煤粉炉燃烧系统进行综合改造不仅可以有效地降低NOx的排放量,还可以适当地保持其较好的经济性。
为了控制燃烧过程中NOx的生成量可采取的措施有:(1)降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;(2)改善锅炉配风系统,降低燃烧过程中的NOx生成量;(3)增加一个或多个低NOx燃烧器,采用再燃技术。
燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
将过量空气系数适当降低(不影响锅炉正常燃烧),燃烧区处于“微过氧燃烧”状态时,对抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。
根据这一原理,在不影响锅炉正常燃烧的前提下,应用先进的自动化控制技术结合烟气再循环,适当降低燃烧区的空气量,可降低10-15%左右的NOx生成量。
锅炉的燃烧特性与锅炉结构、燃煤成分、操作要求等因素密切相关,并且存在炉膛出口温度与烟气中NOx含量正相变化的现象。
依据炉膛结构及煤粉燃烧特点,调整合理的配风系统,使燃烧区始终处于沸腾翻滚燃烧状态,加强烟气的搅动和补充足够的氧气,达到强化燃烧的目的,从而降低NOx生成量。
在降低燃烧区的氧浓度和改善锅炉配风系统基础上,增加一个或多个低NOx燃烧器。
通过燃料再燃技术,将燃烧过程分成主燃烧区、再燃区及燃尽区3个区域,把主燃烧区域中生成的NOx在再燃区还原成为分子氮气(N2)以降低NOx排放。
综合应用以上低氮燃烧措施后,可综合降低NOx生成量30%~40%。
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是一种新型的减排技术,是指在燃烧过程中降低NOx污染物的技术。
它通过控制燃烧温度、压力和燃料组成,减少NOx的产生,降低大气污染物的排放,以达到减少空气污染的目的。
低氮燃烧技术可以通过以下方式实现:
一是采用低温燃烧技术,增加燃烧室的容积,减少燃烧温度,减少NOx的产生。
二是由燃料燃烧改变燃烧法,减少燃烧温度,延缓燃料气化过程,减少NOx的产生。
三是采用添加剂技术,如硼酸、硫酸和替代氧化物等,来控制燃烧过程,降低NOx的产生。
四是采用燃烧技术,在燃烧过程中应用高温三元催化剂,进行NOx的还原转化,将NOx转化为无害的二氧化氮。
低氮燃烧原理所谓低氮燃烧,就是通过调整燃料与空气在各燃烧阶段配比的方式,使燃烧产物中氮氧化物大幅度降低的燃烧技术。
煤粉在燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO2,统称为NOx。
煤粉在燃烧过程中生成NOx的途径有三个:(1)热力型NOx。
空气中氮气在高温下氧化生成的NOx,一般在1300℃以上生成,占总量的10~20%;(2)燃料型NOx。
燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解之后又氧化而形成的NOx,占总量的75~90%;(3)快速型NOx。
燃烧时空气中的氮,在火焰前沿的早期阶段,和燃料中的碳氢原子团反应而形成的NOx,其所占比例很小,一般不予考虑。
热力型NOx的生成机理为O2 →2O (反应速度最快)N2 +O →NO+N,温度T>1538℃(反应速度最慢)O2 +N →NO+O,温度T>816℃(反应速度较快)从反应机理来看,抑制热力型NOx生成速度的主要是第二个化学反应,氮气分子N2需要非常高的温度和非常大的能量才能断开分子键N≡N,生成活性的氮原子N。
另外,需要有足够活性的氧原子O与之结合,才可生成热力型NOx。
由此可见,足够高的温度水平和足够高的氧气浓度,是生成热力型NOx的有利条件。
燃料型NOx的生成机理为O2 →2O燃料→自由基(N+NH+CN)+… ,温度T=700~800℃自由基+O →NO+…自由基+自由基→N2+…(缺氧环境)在一般的锅炉燃烧工况下,800℃的温度水平是很轻易达到的,只要燃料中含有N元素,含N自由基的生成是不可避免的。
因此,足够高的氧气浓度,是生成燃料型NOx的有利条件根据以上分析,NOX生成条件总结如下:(1)首先要生成自由N原子或含N自由基:对热力型NOx,其来源为N≡N,破坏分子键需极高的温度来提供足够的能量;对燃料型NOx,其来源为含N有机物热解,键能小,对温度要求低。
(2)其次要有氧与自由N原子或含N自由基结合:相对与N,氧更倾向于与C、H等结合,只有氧浓度较高时,NOx才易生成;缺氧环境下的自由N或含N自由基,会结合成N≡N,从而减少自由N。
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。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术燃煤锅炉是我国当今主要的供热设备之一,而其烟气中含有大量的氮氧化物对环境造成了污染。
因此,如何实现燃煤锅炉的低氮燃烧,减少氮氧化物排放,是一个必须解决的问题。
目前,低氮燃烧技术广泛应用于燃煤锅炉中,通常采用以下三种方法:燃烧控制技术、燃烧添加剂技术和燃烧改进技术。
燃烧控制技术主要采用两步骤燃烧法,即在燃烧工艺的前段添加一定数量的空气,形成还原气氛,使部分NOx转化为N2;在后段添加适量的空气,进一步氧化NOx,减少排放。
此外,还可以采用高效燃烧器、燃烧过程智能控制等技术,降低燃烧温度和氮氧化物因素的生成。
燃烧添加剂技术是在燃烧过程中添加还原剂或氧化剂,改变燃烧过程中的氧氮比,从而减少NOx的生成。
目前主要使用的添加剂有NH3、尿素、氨水、氧化钙等。
通过添加还原剂来降低燃烧温度、加强还原作用,将NOx还原为N2。
而添加氧化剂则增加氧化反应,将NOx转化为NO2,通过后续处理将其减少排放。
燃烧改进技术是对燃烧设备的结构和参数进行优化改进,以降低燃烧过程中的燃烧温度和气体停留时间。
目前主要采用的技术有SNCR技术、SCR技术、高炉煤气直入式锅炉技术等。
其中,SCR技术是目前应用最广泛的一种技术,通过添加催化剂,在烟气中将NOx还原为N2和H2O。
通过以上的三种技术应用,可以实现燃煤锅炉的低氮燃烧,降低NOx的排放。
但是需要注意的是,不同技术的适用范围和效果不同,需要根据实际应用情况进行选择。
同时,对于加强对大气污染治理的要求,我们也需要努力寻求更加低氮的燃烧技术和治理措施,保护环境和人民健康。
低氮燃烧技术水平要求低氮燃烧技术旨在减少燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)排放,这对于环保和大气质量的改善至关重要。
以下是实施低氮燃烧技术所需的一些关键要求和技术水平:1.燃烧系统设计:低氮燃烧技术要求采用特殊的燃烧系统设计,以最大程度地减少氮氧化物的生成。
这可能包括调整燃烧器的结构、燃烧室的形状以及燃烧过程的控制参数。
2.燃料调整:使用低氮燃烧技术时,通常需要对燃料进行调整,以减少氮氧化物的生成。
例如,可以使用低氮燃料或添加氮氧化物还原剂。
3.燃烧控制系统:先进的燃烧控制系统是关键,以确保燃烧过程的稳定性和效率,并最大程度地减少NOx排放。
这可能需要使用先进的控制算法和传感器来监测和调整燃烧参数。
4.选择适当的技术:有多种低氮燃烧技术可供选择,如选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等。
根据具体情况选择适当的技术是至关重要的。
5.排放监测和控制:实施低氮燃烧技术需要进行排放监测和控制,以确保达到法规要求的NOx排放限值。
这包括安装排放监测设备和采取必要的控制措施。
6.培训和管理:操作和维护人员需要接受培训,以了解低氮燃烧技术的操作和维护要求。
此外,需要有效的管理和维护计划,以确保系统长期运行稳定。
7.法规和合规性:遵守国家和地区的环保法规和排放标准是必要的。
低氮燃烧技术必须符合适用的法规,以确保排放不超过法定限值。
8.研究和创新:持续研究和创新对于提高低氮燃烧技术的水平至关重要。
新技术和方法的发展可以进一步降低NOx排放。
总之,实施低氮燃烧技术需要一系列的技术和管理措施,以减少氮氧化物排放,改善大气质量,并符合环保法规。
这需要系统性的方法,包括工程设计、操作控制、培训和合规性管理。
低氮燃烧原理
低氮燃烧是一种减少燃烧产生的氮氧化物排放的技术,其原理主要包括三个方面:燃烧温度控制、空气分级燃烧和煤粉喷嘴调节。
首先,低氮燃烧通过控制燃烧温度来减少氮氧化物的生成。
燃烧温度是氮氧化物生成的主要因素之一,高温会导致燃烧气体中氮和氧的反应增强,产生更多的氮氧化物。
因此,降低燃烧温度可以有效减少氮氧化物的生成。
具体的控制方法包括调整燃料供给量、优化燃烧器结构和使用高效的燃烧调控技术等。
其次,低氮燃烧还采用了空气分级燃烧的技术。
在传统的燃烧方式中,燃烧过程中空气和燃料混合均匀,导致燃烧温度偏高,容易产生大量的氮氧化物。
而空气分级燃烧将燃料的氧化过程分成多个阶段,逐渐加入不同含氧量的空气,使燃烧过程更加充分,燃烧温度得到有效控制,从而减少氮氧化物的生成。
最后,低氮燃烧还通过调节煤粉喷嘴的结构和参数来实现氮氧化物的减排。
煤粉喷嘴是将煤粉喷入燃烧器内进行燃烧的重要设备,其结构和参数的合理设计可以影响燃烧过程中的气流和煤粉的混合情况。
通过优化煤粉喷嘴的设计,可以进一步改善燃烧效果,减少氮氧化物的生成。
综上所述,低氮燃烧通过控制燃烧温度、采用空气分级燃烧技术和优化煤粉喷嘴设计等方式,实现减少氮氧化物排放的目的。
这种技术在工业生产和能源利用领域具有重要的应用价值,能够有效改善大气环境质量,降低空气污染的程度。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
随着环保意识的不断提高,燃煤锅炉低氮燃烧技术越来越受到重视。
目前,国内已经
出台了一系列的环保政策和标准,对燃煤锅炉的排放标准进行了严格的限制。
而低氮燃烧
技术就是为了降低燃煤锅炉的氮氧化物排放而研发出来的一种技术手段。
燃煤锅炉低氮燃烧技术的原理是,在锅炉燃烧的过程中,通过一系列的技术手段,降
低燃料中的氮气的热稳定性,使其在燃烧过程中不被氧气氧化,减少氮气的氧化反应,从
而降低氮氧化物的排放。
目前比较常见的燃煤锅炉低氮燃烧技术有负压余量燃烧技术、燃
气再循环技术、喷氨技术和燃烧掺气技术等。
负压余量燃烧技术是指在燃烧的过程中,将煤粉产生的废气通过负压排放进入炉膛内,在炉膛内再次燃烧,利用余量空气燃烧一定量的煤粉,同时喷入一定量的空气,来降低氮
氧化物的排放。
燃气再循环技术是指将燃烧产生的烟气中的一部分气体进行回收再利用,并将这些气
体再次参与燃烧过程,从而达到减少氮氧化物的排放的目的。
喷氨技术是指在锅炉燃烧产生氮氧化物的过程中,通过向燃料中喷入适量的氨气,使
氮气与氨气进行还原反应,减少氮氧化物的排放。
燃烧掺气技术是指在燃料燃烧的过程中,通过向燃料中掺入一定比例的其他气体,如
水蒸气、CO2等,来降低燃烧过程中氮气的热稳定性,减少氮氧化物的形成。
通过上述几种低氮燃烧技术的研究和应用,可以有效地控制和降低燃煤锅炉的氮氧化
物排放,达到环保要求。
同时,这些低氮燃烧技术还可以提高燃煤锅炉的热效率和经济性,从更广泛的角度促进了燃煤锅炉的可持续发展。
《低氮燃烧国内领先与国际领先系数——探究我国在环保领域的前沿地位》1. 介绍低氮燃烧技术是当前环保领域的热门话题之一。
作为一种可以减少燃烧排放氮氧化物的先进技术,它在全球范围内备受关注。
而我国作为环保领域的重要参与者之一,其在低氮燃烧技术方面的成就备受瞩目。
本文将从国内领先和国际领先两个方面来探讨低氮燃烧技术在我国的发展现状,以及我国在该领域的前沿地位。
2. 低氮燃烧技术的必要性低氮燃烧技术是指在燃烧过程中减少氮氧化物排放的一种技术。
随着工业化进程的加快和能源消费的增加,大量工业废气的排放对环境造成了严重的影响。
氮氧化物作为主要的大气污染物之一,其排放量已成为环保领域亟待解决的问题。
低氮燃烧技术的研发和应用具有重要的现实意义。
3. 国内领先系数在国内,低氮燃烧技术的研究和应用始于上世纪90年代。
经过多年的努力,我国在该领域取得了显著的成绩。
在火电厂的燃煤锅炉中,低氮燃烧技术的应用已成为行业标准。
国内一些知名企业也开发出了一系列低氮燃烧锅炉产品,其技术指标达到了国际先进水平。
政府对低氮燃烧技术的支持和鼓励也为其在国内的推广和应用提供了有力保障。
4. 国际领先系数在国际上,低氮燃烧技术的研究和应用也在不断取得新突破。
欧美发达国家在该领域拥有很强的技术实力,一些国际知名企业也在低氮燃烧技术领域占据着领先地位。
然而,我国在低氮燃烧技术方面的进步也不可小觑,一些国际性大型工程项目中,我国自主研发的低氮燃烧设备成功应用,并取得了良好的效果。
这些成果为我国在国际低氮燃烧技术领域的竞争提供了有力支撑。
5. 个人观点和理解低氮燃烧技术的国内领先与国际领先系数,是一个需要全面而深入地评估和探讨的复杂课题。
从技术研发、产品性能、市场应用以及环保效益等多个层面来看,我国在低氮燃烧技术方面已经取得了令人瞩目的成绩。
我们也应看到国际上一些发达国家在该领域的技术实力和市场占有率。
在未来,我国需要进一步加大对低氮燃烧技术的研发投入,提高自主创新能力,不断提高产品质量和技术含量,以在国际低氮燃烧技术领域取得更大的话语权和竞争优势。
各种低氮燃烧技术的特点技术01扩散式燃烧这是⼀种最简单的燃烧⽅式,该燃烧⽅式的优点是简单、容易点⽕、不会回⽕、燃烧稳定及燃具结构简单。
缺点是,对于空⽓需求量⼤的⾼热值燃⽓,靠层流扩散达不到完全燃烧,烟⽓中C0含量⽐较⾼,燃具体积⽐较⼤。
强制⿎风扩散燃烧⽅式多⽤于⼯业炉中的⼯业燃烧器。
采⽤这种燃烧⽅式需要合理地组织空⽓与燃⽓混合,避免产⽣⼤量的N0x与C0。
O2含量2%--12%;,相对点⽕容易。
但是,NOX含量⽆法控制。
技术02部分预混式燃烧部分预混式燃烧习惯上⼜称⼤⽓式燃烧。
与扩散式燃烧相⽐,部分预混式燃烧具有燃烧完全、⽕焰短、热强度⼤的优点,但是这种燃烧⽅式可能产⽣回⽕、离焰与脱⽕,在控制好⼀次空⽓的条件下,能具有⼀定范围的不离焰、不回⽕的稳定⽕焰区,在此区内可以调节热负荷。
部分预混式燃烧也有以下缺点:a.需要组织好⼆次空⽓,需要⾜够的⼆次空⽓进⼝⾯积及必要的炉膛⾼度,所以很难减⼩燃烧设备的体积。
b.燃烧产物中N0x含量较⾼,采取措施后,N0x含量降低,⽽C0含量升⾼,很难达到C0与N0x含量都降低的效果。
在有些较⼤功率燃烧器结构中,为了保证点⽕成功率,中⼼形成⽕焰⿊区,采⽤部分预混。
其他与扩散式燃烧相同。
技术03精准控制全预混式燃烧将燃烧所需空⽓精准混⼊燃⽓再进⾏燃烧的全预混式燃烧,其特点是⽕焰短,附着于燃烧表⾯,甚⾄看不到⽕焰,故也称作⽆焰式燃烧。
这种燃烧⽅式的稳定性较差,稳定燃烧的范围较⼩,必须采⽤防⽌离焰与回⽕的稳焰措施。
精准控制全预混式燃烧的优点:燃烧强度⼤,⽕焰短,可以降低炉膛⾼度;不需要⼆次空⽓,省去了⼆次空⽓的⼊⼝⾯积;具有较⼤的⾯积热强度与体积热强度,可缩⼩燃烧设备体积;⽕焰⾯可以靠近热交换器,增⼤传热系数;燃烧产物中C0及N0x含量都⽐较低。
精准控制全预混式燃烧的缺点及特殊的技术要求:当热负荷较⼤时,⽆法利⽤燃⽓⾃⾝压⼒通过引射器吸⼊空⽓,需要有保证燃⽓与空⽓混合⽐例的装置,并且维持此⽐例不受热负荷变化的影响;应有可靠的避免离焰、回⽕的稳焰措施,必要时需要冷却头部,防⽌回⽕。
低氮燃烧技术1 水泥窑炉系统NO X形成机理大致介绍2 现有低氮燃烧技术大致介绍3 低氮燃烧技术的效果4 改变燃料物化性能5 提高生料易烧性6、新型干法水泥应对脱硝的相应措施1、水泥窑炉系统NO X形成机理大致介绍1.1NO X的生成机理窑炉内产生的NO X主要有三种形式,高温下N2与O2反应生成的热力型NO X、燃料中的固定氮生成的燃料型NO X、低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的瞬时型NO X.1.2热力型NO X:由于是燃烧反应的高温使得空气中的N2与O2直接反应而产生的,以煤为主要燃料的系统中,热力型NO X为辅。
➢一般燃烧过程中N2的含量变化不大,根据泽里多维奇机理,影响热力型NOX 生成量的主要因素有温度、氧含量、和反应时间。
➢热力型NOX产生过程是强的吸热反应,温度成为热力型NOX生成最显著影响因素。
研究显示,温度在1500K以下时,NO生成速度很小,几乎不生成热力型NO,1800K以下时,NO生成量极少,大于1800K时,NO生成速度每100K约增加6-7倍。
➢温度在1500K以上时,NO2会快速分解为NO,在小于1500K时,NO将转变为NO2,一般废气中NO2占NO X的5-10%,排入大气中NO最终生成NO2,所以在计算环境影响量时,还是以NO2来计算。
可以说,窑炉内的温度及燃烧火焰的最高温度是影响热力型NO X生成量的一个重要指标,也最终决定了热力型NO X的最大生成量。
因此,在窑炉设计中,尽量降低窑炉内的温度并减少可能产生的高温区域,特别是流场变化等原因而产生的局部高温区。
燃烧器设计中,要具备相对均匀的燃烧区域来保证燃料的燃烧,降低火焰的最高温度。
这些都是有效降低热力型NO X的有效办法。
➢热力型NOX生成量与氧浓度的平方根成正比,氧含量也是影响热力型NO X 生成量的重要指标。
随O2浓度增加和空气预热温度的增加,NO X生成量上升,但会有一个最大值。
O2浓度过高时,过量氧对火焰有冷却作用。
利用空气时,O2含量增加,过剩空气系数增加,并带入更多吸热的N2,降低火焰温度。
NO X生成量因温度降低反而有所降低。
➢反应时间也是一个重要指标,热力型NO X生成是个缓慢过程,在高温区域,反应时间与NO X生成量呈线性关系。
窑炉设计中,尽可能地减少燃料和介质在高温区域特别是高氧含量高温区域的停留时间,可有效降低热力型NO X 的生成。
在窑炉已成型时,在高温区域形成局部低氧或缺氧环境,在低温区域增氧,在保证燃烧充分条件下,也可有效降低热力型NO X的生成。
1.3燃料型NO X:由燃料中N反应而生成,以煤为主要燃料的系统中,燃料型NO X约占60%以上。
➢燃料型NO X主要在燃料燃烧初始阶段形成,主要是含氮有机化合物热解产生的中间产物N、CN、HCN等氧化生成NO X。
燃料型NO X较热力型更易于生成。
煤的氮含量约0.5-2.5%。
➢当煤热解脱去挥发份时,煤挥发份中的N,其一部分以胺类(RNH、NH3)、和氰类(RCN、HCN)等形式随挥发份析出,挥发份中N占煤中N的比例随煤种和热解温度不同而不同,其最主要的化合物是HCN和NH3。
在1800K 高温下,一般地煤挥发份N转为NO的比例约10%。
➢HCN遇氧后生成NCO,继续氧化则生成NO。
如被还原则生成NH,最终生成N2。
已经生成的NO,在还原气氛下也可被NH还原为N2。
NH3在氧化气氛中会被依次氧化成NH2、NH,甚至被直接氧化成NO。
在还原气氛中,NH3也可以将NO还原成N2。
NH3可以是NO的生成源,也可以是NO的还原剂。
可见,挥发份N燃烧时,在氧化气氛特别是在强氧化气氛下,其倾向于向NO转化,在强还原气氛下,其倾向于向N2转化。
在实际生产中,燃烧过程大多数是在氧化气氛中进行的,由于反应和燃烧流场的复杂性,挥发份N不可能全部转化为NO,即使在强还原气氛中,也不可能全部转化为N2,取决于反应温度、氧含量、反应时间以及煤的特性。
➢焦碳N在燃烧时也可能生成NO X,一般占燃料型NO X的20-40%。
有认为焦碳N可直接在焦碳表面生成NO X。
或者和挥发份N一样,以HCN和CN 途径生成NO。
研究表明,焦碳N转变为NO X是在火焰尾部焦碳燃烧区生成的,这一部位的氧含量比主燃烧区低,而且焦碳颗粒因温度较高发生熔结,使孔隙闭合,反应比表面积减少,相对挥发份N来说生成NO X量少些。
即使在较强氧化气氛下,也会存在焦碳颗粒周围形成局部还原区域,同时碳和煤灰中的CaO催化还原NO X,限制了焦碳N转化为NO X。
➢影响燃料型NOX生成因素较多,与温度、氧含量、反应时间,及煤粉的物理和化学特性有关。
温度➢温度的升高对燃料型NO X生成量有促进作用。
在1200℃以下时,其随温度升高显著增加,温度在1200℃以上时,增速平缓。
对于燃料型NO X,燃料中N越高、氧浓度越高、反应停留时间越长,NOX生成量越大,与温度相关性越差。
氧含量➢氧含量的增加,可以形成或强化窑炉内燃烧的氧化气氛,增加氧的供给,促进燃料中N向NO X的转化。
燃料型NO X随过剩空气系数的降低而降低,在a<1时,NO X生成量急剧降低。
在氧含量不足时,氧被燃料中的可燃成分消耗尽,破坏了氮与氧反应的物质条件。
在a>1.1时,热力型NO X含量下降,燃料型NO X仍上升。
燃料型NO X与煤的热解产物和火焰中氧浓度密切相关,如果在主燃烧区延迟煤粉与氧气的混合,造成燃烧中心缺氧,可使绝大部分挥发份氮和部分焦碳N 转化为N2。
➢不同种类的煤,挥发份含量、氮含量等差异较大。
通常挥发份和氮含量高的煤种生成NO X较多。
煤粉细度较细时,挥发份析出速度快,燃烧速度快,加快了煤粉表面的耗氧速度,使煤粉颗粒局部表面易形成还原气氛,产生抑制NO X生成的作用。
煤粉细度较粗时,挥发份析出慢,也会减少NO X的生成量。
特别是对劣质煤或是着火点较高的煤,这种情况会更明显,控制合适煤粉细度可依据窑况和NO X生成量综合考虑。
➢煤挥发份中氧氮比越大,NO X转化率越高。
相同氧氮比条件下,过剩空气系数越大,NO X转化率越大。
1.3瞬时型NO X:在燃烧反应的过程中空气中的N2与燃料过程中的部分中间产物反应而产生的,以煤为主要燃料的系统中,瞬时型NO X生成量很少。
可以不作重点关注。
2、现有低氮燃烧技术大致介绍水泥窑烟气中NO X的控制相对是一个非常复杂的问题,需要强调的是,降低NO X的排放必须是在保证水泥窑正常生产的前提下进行。
2.1、水泥窑烟气中NO X的产生主要来源于燃烧,根据其燃烧过程的特点和燃料的生命周期,目前所掌握的NO X控制方式主要有以下几类。
➢针对NO X主要来自燃料本身,对燃烧进行脱氮处理或者选择含N低的燃料、使用低N的替代燃料,以降低燃料型NO X的生成,不可避免地成为一种选项。
在燃料来源具备条件的区域,部分水泥厂采用此种方式也不失为一个办法。
➢低氮燃烧技术是通过改变燃烧条件来控制燃烧关键参数,以抑制NO X生成或破坏已生成的NO X为目的,从而减少NO X排放的技术。
其主要方式有:采用低NO X燃烧器、空气/燃料分级燃烧技术、改变燃料物化性能技术、改变生料易烧性等方面。
➢针对烟气的脱硝技术,主要是根据NO X具有的还原、氧化和吸附等特性开发出的一项技术。
主要有比较成熟的SNCR和SCR法、湿法脱硝、生物脱硝等。
2.2低氮燃烧技术低氮燃烧技术主要是对应NO X的两种生成机理,从降低燃烧温度、窑炉内温度来减少NO X生成,改变煤粉着火区域和燃烧区域的气氛来达到抑制NO X的生成或促进NO X向N2转变。
低氮燃烧技术只发生初期投资而没有运行费用,是一种较经济的控制NO X 的方法。
通过采用炉内低NO X燃烧技术,能将NO X排放浓度降低20-30%。
各种炉内低NO X燃烧技术均涉及窑炉燃烧的安全和效率问题,其存在一定局限性,多种技术组合使用后NO X生成降低率可以达到20-40%。
2.3低氮型燃烧器回转窑中的热力型NO X主要是由窑头燃烧产生的,相关资料显示,窑头燃烧排放的氮氧化物主要是NO,约占95%。
提高一次风喷出速度,提高一次风喷出动量,降低一次风用量,可以显著降低回转窑中NO X的生成量。
设计特殊燃烧器内部结构,改变风煤比例,产生燃料着火区有类似空气分级、燃料分极法的效果,在保证煤粉着火燃烧的同时,可有效地抑制NO X的生成。
大体上都在宣传有20-30%的降低效果。
低氮燃烧器为了达到降低NO X目的,一般都采用低温燃烧或低氧燃烧技术,对燃料适应性相对较差,在目前水泥企业使用原煤质量趋向变差的情况下,对低氮燃烧器提出了更高的要求。
2.4分级燃烧技术分级燃烧技术是将煤、燃烧空气及生料分别引入,以尽量减少NO X生成和尽可能将NO X还原成N2的技术。
空气分级燃烧技术是将燃烧所需的空气分级送入炉内,使燃烧在炉内分级分段燃烧。
燃烧区域的氧浓度对各种类型的NO X生成都有很大影响。
当过剩空气系数a<1时,燃烧区处于贫氧燃烧状态,抑制NO X生成有明显效果。
分解炉内空气分级燃烧一般是将三次风分为两部分送入分解炉,主三次风占总三次风量的70-90%,燃尽风则占10-30%。
炉内煤的燃烧分为三个区域,即热解区、贫氧区、富氧区。
在贫氧区,煤在缺氧条件下燃烧,燃烧速度和燃烧温度降低,抑制了燃料型NO X的生成。
同时,燃烧生成的CO和NO X进行还原反应,以及燃料中氮分解出的中间产物如NH、CN、HCN、NH X等相互作用,或与NO X还原分解,抑制NO X生成。
在富氧区,保证煤燃烧充分。
空气分级燃烧技术使用好的关键是:控制好贫氧区温度和主三次风量,不使煤不完全燃烧损失过分增大,避免因还原性气氛导致的结皮和结渣影响系统正常运行,要充分考虑炉容或者煤在炉内燃烧时间够不够。
燃料分级技术是把燃烧分成两股或多股,创造三个燃烧区域:富氧区域、缺氧区域、燃尽区域。
在富氧区域,供入分解炉用煤的70-90%,此处空气过剩系数a约1.2,NO X生成。
在缺氧区供入10-30%的分解炉用煤量,此处空气过剩系数a约0.8-0.9,形成很强的还原气氛,将富氧区形成的NO X还原成N2。
燃尽区再供入部分三次风,在正常过剩空气系数a约1.1条件下,使产生的CO和飞灰中的碳燃烧完全。
水泥窑的燃料分级燃烧技术还有,在窑尾烟室和分解炉之间建立还原燃烧区域,将炉用煤分一部分供入此区域,在缺氧燃烧条件下产生CO、H2、HCN和固定碳等还原剂,与窑内来的烟气中的NO X发生反应,将NO X还原成N2。
同时,煤粉在缺氧条件下,也相应地抑制了其自身燃料型NO X的产生。
3 低氮燃烧技术的效果低氮燃烧器,对氮氧化物的降低约在15-30%空气分级燃烧技术,对氮氧化物的降低约在20%燃料分级燃烧技术,对氮氧化物的降低约在20-30%但并不是简单的叠加效果,还没有很有说服力的实例,证明上述技术措施同时采用时,其NO X排放浓度会降低50-60%,一般是20-40%。