低NOx煤粉燃烧技术

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%。

（1）两级燃烧• 空气量分两段送入炉膛，第一级的空气量大约为80%左右，从主燃烧区送入；第二级的空气量占20%左右，从燃烧区的上方送入，两级喷口之间的距离为1.5~2m。

• 可以降低燃料型和温度型NOx 的生成。

• 应保证第二级空气与燃尽区火焰的混合良好，避免造成不完全燃烧。

• 一次燃烧区内由于缺氧，形成还原性气氛，这样使灰熔点降低，不仅容易引起结渣，还会产生腐蚀。

• 由于燃烧分段进行，火焰拉长，如果组织不好，焦炭难以燃尽，还会引起炉膛出口处的受热面结渣。

（2）MACT与A-MACT炉内脱氮技术 MACT炉内脱氮技术：• 控制主燃烧区的燃料与空气比为0.8~0.9。

• 在主燃烧器上方设置OFA（Over Fuel Air）供风，使主燃烧区生成的NOx 到达OFA区时，由于缺氧而被还原成N2。

• 在上二次风OFA喷口上部再设置一层附加空气AA （Additional Air），还原区的未燃物进入燃尽区后与 AA供风混合，被充分燃烧。

A-MACT燃烧技术：• 将AA供风进一步细分为上下两层，以促进未燃物与空气的均匀混合，提高燃烧效率• 可将NOx 控制在60~150ppm内。

（3）扩大还原燃烧技术• 在主燃烧区与燃尽区之间留有较大的空间，并注入IAP供风（分级风），形成HCN、NH3、HC等还原性气氛，促使NOx还原。

• 与两段燃烧法相比，NOx 减少了35%，由210ppm降低到130~140ppm。

工业锅炉天然气燃烧器降低氮氧化物排放的工艺《工业锅炉天然气燃烧器降低氮氧化物排放的工艺》工业锅炉在生产过程中广泛使用天然气作为燃料，然而燃烧天然气会产生大量的氮氧化物（NOx），其中包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这些氮氧化物对环境和人体健康造成不良影响。

为了减少工业锅炉NOx的排放，研究人员开发出了多种工艺和控制技术。

1. 低氮燃烧技术：低氮燃烧技术是目前应用较为广泛的NOx降低技术之一。

通过改变燃烧过程中的燃料燃烧方式，如控制燃烧器的供气速度、氧气浓度和燃烧温度等参数，可以降低氮氧化物的生成。

合理设计燃烧器结构，使燃气与空气充分混合，并增加燃烧的均匀性和稳定性，可以有效减少NOx的排放。

2. 反应器添加剂技术：反应器添加剂技术是通过向工业锅炉燃烧器中添加一种或多种具有催化作用的物质，以促进氮氧化物的还原反应。

常见的添加剂包括氨和尿素等，它们可以与NOx反应生成氮气和水蒸气，从而降低排放。

这种技术可以有效地降低NOx的浓度，但需要设计和维护反应器，投入成本较高。

3. 煤粉燃烧技术：煤粉燃烧技术是通过将燃烧器升级为煤粉燃烧器，然后将天然气替换为煤粉作为燃料。

与天然气燃烧相比，煤粉燃烧可以降低NOx的排放。

这是因为煤粉中含有一些具有还原作用的物质，如硫和钙等，可以与NOx发生反应，降低其浓度。

然而，这种技术需要对锅炉进行改造和增加煤粉供应系统，增加了成本和运营难度。

综合来看，降低工业锅炉天然气燃烧器的氮氧化物排放是一项具有挑战性的任务。

通过合理选择适用的技术和控制策略，可以有效地减少NOx的排放。

然而，每种技术都有其局限性和适用条件，需要根据实际情况进行选择和优化。

对于工业锅炉厂家和运营者而言，应在满足环保要求的前提下选择合适的降低氮氧化物排放的工艺，为环境保护和可持续发展做出贡献。

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。

煤粉浓缩预热低NOx燃烧器在阳煤集团150t/h锅炉的应用【摘要】阳煤集团150t/h锅炉是东方锅炉厂生产的dg9.8/150—1型煤粉锅炉，由于燃用无烟煤，存在着着火困难，燃烧不稳定，稳燃能力差的问题，节能效果与先进的燃烧器相比差距明显，因此锅炉燃烧器必须进行技术改造，使改造后的锅炉在低负荷情况下的稳燃能力和燃烧效率有较大提升。

应用煤粉浓缩预热低nox燃烧器技术可以解决这一问题。

通过这一燃烧技术的开发应用，预计稳燃范围可达到50％～100％，同时节能效果会非常显著。

【关键词】煤粉浓缩；燃烧器；稳燃；节能引言阳煤集团第三热电厂锅炉是东方锅炉厂生产的dg9.8/150—1型煤粉锅炉，设计煤种为无烟煤。

由于无烟煤挥发份低，因此着火温度高，比较难着火，而且燃烧不稳定。

由于机组的调峰要求锅炉燃烧器有调节低负荷的能力。

由于锅炉本身的设计不足，而且使用无烟煤，着火及稳燃成了关键性的问题，只能从燃烧器的改进上来实现。

同时由于电厂现所烧煤种的含硫量高达2%以上，由于含硫量的偏高造成而且该煤种的灰熔点较低，容易造成炉内结焦和高温过热器处结渣，不仅降低了换热效率，还使低温过热器超温爆管，给企业带来很大的损失。

因此应用了最新一代的燃烧技术--煤粉浓缩预热低nox燃烧器技术。

1 燃烧器技术的发展及应用前景我国在过去十几年的煤粉锅炉燃烧技术中，为提高煤粉气流着火和稳燃性以及为了达到节油和节煤的目的，已开发出多种新型煤粉燃烧器。

先后的煤粉燃烧器有：直筒型贫煤预燃室燃烧器、多功能预燃室燃烧器、多功能船体燃烧器、上淡下浓的浓稀相燃烧器、多级浓缩燃烧器。

在实际使用中，有一些煤粉燃烧器在推广使用过程中没有表现出它应有的效果而做了拆除处理。

但也有一些新型煤粉燃烧器能够达到正常运行水平，在改善锅炉着火、稳定燃烧、节约点火和稳燃用油、增大锅炉对负荷变化的适应能力、改善调峰性能、清洁燃烧等方面，取得了不同程度的效果，为电厂的节能与安全运行创造了有利条件，产生了很大的经济和社会效益。

天然气锅炉的低氮燃烧技术摘要：当前我国煤炭燃烧用量虽然呈下降趋势，但是在我国能源生产结构中，煤炭燃烧仍占主体地位，在燃烧过程中释放的大量污染性气体氧化氮给环境造成了极为严重的影响，当前我国对氧化氮的排放量也有了一定的相关规定，我国正尽量控制氧化氮的排放在燃烧过程中采取低氮燃烧技术，对氧化氮的生成和排放有明显的控制作用。

氧化物是天然气在燃烧过程中产生的，不仅会对自然环境造成破坏，还会在光照条件下发生化学反应，产生的化学气体直接损害人们身体各部位器官，严重时会引发癌变。

随着我国对NOx排放物的限制，对燃气锅炉进行改造，开发燃气锅炉低氮氧化燃烧技术成为了当前的研究热点。

关键词：燃煤锅炉;低碳燃烧;技术分析单纯的针对锅炉燃烧来说，氮氧化物的产生主要可分为五种方式，热力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx、N2O 中间型NOx、NNH 型NOx。

因燃气锅炉的燃料成分比较单一，所以氮氧化物的生成主要是热力型和快速型。

根据能源大数据报告显示，在我国能源消费结构中，在燃烧过程中，采取低氮燃烧技术，可以有效减少NOx的生成与排放。

当前我国的能源消费结构主要以煤炭为主，当然在煤炭燃烧过程中会产生一定量的污染物。

这种污染物对大气质量和人们的正常生活带来了极为恶劣的影响，其中煤炭燃烧过程中产生的氮对环境的影响尤为明显，因此本篇就在燃烧过程中如何控制氧化氮的形成，即低碳燃烧技术相关内容展开论述。

1 当前我国对氧化氮治理的现状氧化氮的危害以及煤炭燃烧过程中产生氧化氮的机理，和如何降低氧化氮的排放，已经有了深入的研究，主要可以分为热力型，燃料型和快速型，在这三种燃烧技术当中，其中燃料型的占比最高，它主要是通过抑制燃烧中氧化氮的形成和还原已形成的氧化氮的形式实现低氮燃烧，它在控制氧化氮技术上，发挥着明显的优势，但是该项技术在对燃料进行处理的时候较为繁琐复杂，涉及到的工艺难度大，成本高，因此该项技术仍处于研究阶段。

就我国当前的低碳技术研究来说，仍有很大的进步空间。

燃煤锅炉低氮燃烧器的原理
燃煤锅炉低氮燃烧器的原理是通过改善燃烧过程，控制燃烧过程中生成氮氧化物（NOx）的生成量，从而减少燃煤锅炉的氮氧化物排放。

燃煤锅炉低氮燃烧器的原理主要包括以下几个方面：
1. 空气分级燃烧：通过将燃烧器内的空气分为多个级别，分别注入到燃烧器的不同位置，使燃烧过程中的氮氧化物生成量得到有效的控制。

2. 高效混合燃烧：将煤粉和空气进行强力混合，使其在燃烧过程中达到均匀分布，提高燃烧效率，减少氮氧化物的生成。

3. 燃烧温度控制：通过控制燃烧过程中的温度，使燃烧反应达到最佳状态，减少氮氧化物的生成。

同时，可以使用燃烧助剂来改变燃烧反应的特性，降低氮氧化物的排放。

4. 余热回收：通过回收燃烧过程中产生的余热，减少燃煤锅炉的能源损失，提高燃烧效率，减少氮氧化物的生成。

综上所述，燃煤锅炉低氮燃烧器通过改善燃烧过程和控制燃烧参数，减少氮氧化物的生成，达到减少大气污染和保护环境的目的。

低氮燃烧控制措施说明
低氮燃烧控制措施是指通过优化燃烧过程和调整燃烧参数，减少燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）的排放。

以下是一些常见的低氮燃烧控制措施：
1. 燃烧空气预热：通过对燃烧空气预热可以提高燃烧效率，减少燃料的消耗，从而降低NOx的生成。

预热的空气温度应适当控制，避免过高的温度导致燃烧过程中的热应力增加。

2. 燃烧器优化：通过改进燃烧器的设计和调整燃烧器的运行参数，可以有效降低NOx的排放。

采用低NOx燃烧器和喷淋燃烧器技术，可以在保持燃烧效率的同时减少NOx的生成。

3. 过量空气控制：通过调整煤粉燃烧中的过量空气系数，可以有效降低NOx的生成。

过量空气控制需要根据实际情况进行调整，不能过低或过高，以免影响燃烧效率和稳定性。

4. 燃烧温度控制：控制燃烧温度是降低NOx生成的关键措施之一。

通过优化燃料的供应和调整燃料的分布，可以控制燃烧温度，减少NOx的形成。

5. SCR脱硝技术：选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前较为成熟的低氮排放技术之一。

利用SCR装置，在燃烧后的烟气中加入尿素溶液，通过催化反应将NOx转化为无毒的氮气和水。

总的来说，低氮燃烧控制措施是通过调整燃烧参数、优化燃烧
过程和采用先进的排放控制技术，来减少燃烧过程中产生的NOx排放。

这些措施需要根据具体的燃烧设备和运行条件进行选择和实施，并定期监测和优化，以实现更低的氮氧化物排放水平。

低氮燃烧技术在煤粉锅炉脱销改造中的应用本文通过低氮燃烧技术在330MW煤粉锅炉上的实际应用介绍，对NOx产生的机理、低氮燃烧器的改造方案、改造后的效果及改造后出现的问题进行了分析总结。

为后续锅炉低氮燃烧器改造实施提出一些可行性建议。

标签：NOx、低氮燃烧技术、燃烧器改造。

内蒙古准格尔发电有限责任公司4×330MW发电机组，#1、#2机组分别在2002年4月和2002年9月投运，#3、#4机组在2007年9月投运，根据2012年国家新颁布的《大气污染物排放标准》，以2003年前、后投运的机组为分界点，2014年一、二号炉氮氧化物的排放要低于200mg/Nm3，三、四号炉要低于100mg/Nm3。

考虑到国家环保要求的日益增长，最终的解决方案还是对原有的煤粉锅炉进行低氮燃烧器改造和烟气脱硝改造。

本文主要介绍了国华准格尔发电厂1号锅炉燃烧器改造的情况，通过改造前后的运行参数进行对比分析，总结了低氮燃烧器改造后烟气排放控制和燃烧器的调整经验，为其他机组锅炉NOx治理提供可行性的参考。

1低氮燃烧器的改造虽然安装脱硝塔可以通过喷氨可降低氮氧化物排放，但是改造燃烧器是一種一次性投资，锅炉燃烧时产生的氮氧化物越少，则脱硝塔内喷入的液氨就越少，长远来看电厂的后期投入就越少，节约成本。

1.1改造前锅炉技术参数国华内蒙古准格尔发电有限责任公司4×330MW锅炉是由北京巴布科克-威尔科克斯有限公司设计并制造的B&WB-1004/18.44/543/543-M锅炉，亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单汽包、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉炉。

设计燃料为内蒙古准格尔煤矿的劣质煤和洗中煤。

采用正压直吹MPS中速磨煤机系统，共配备有5台磨煤机，正常满负荷运行时4台磨煤机运行，一台备用。

采用前后墙对冲燃烧方式，并配有20只双调风DRB-XCL型旋流煤粉燃烧器，每台磨煤机对应4只燃烧器，B、D磨对应前墙，A、E磨对应后墙，C磨煤机对应的4只燃烧器布置在最上层，前后墙各2只。

燃煤锅炉得低ＮＯx燃烧技术NＯｘ就是对Ｎ2O、NO2、ＮO、N2O5以及PAN等氮氧化物得统称。

在煤得燃烧过程中、NO x生成物主要就是NO与NO2、其中尤以NＯ就是最为重要。

实验表明、常规燃煤锅炉中NO生成量占NＯx总量得９0％以上、ＮO2只就是在高温烟气在急速冷却时由部分NO转化生成得。

N２O之所以引起关注、就是由于其在低温燃烧得流化床锅炉中有较高得排放量、同就是与地球变暖现象有关、对于N2O得生成与抑制得内容我们将结合流化床燃烧技术进行介绍。

因此在本章得讨论中、NＯx即可以理解为ＮO与NO2.一、燃煤锅炉ＮO x得生成机理根据NOｘ中氮得来源及生成途径、燃煤锅炉中ＮOｘ得生成机理可以分为三类：即热力型、燃料型与快速型、在这三者中、又以燃料型为主。

它们各自得生成量与炉膛温度得关系如图3-１所示。

试验表明、燃煤过程生成得NO x中NＯ占总量得9０％、ＮO２只占5%~10％.1、热力型NO x热力型ＮO x就是参与燃烧得空气中得氮在高温下氧化产生得、其生成过程就是一个不分支得链式反应、又称为捷里多维奇（Zeｌdｏvｉch）机理(3－１）（３-2）(3-3）如考虑下列反应（3－4）则称为扩大得捷里多维奇机理。

由于N≡Ｎ三键键能很高、因此空气中得氮非常稳定、在室温下、几乎没有NＯｘ生成。

但随着温度得升高、根据阿仑尼乌斯(Arrheniuｓ)定律、化学反应速率按指数规律迅速增加。

实验表明、当温度超过1200℃时、已经有少量得NＯx生成、在超过１５０0℃后、温度每增加1００℃、反应速率将增加6～７倍、ＮO x得生成量也有明显得增加、如图3-１所示.但总体上来说、热力型NＯx得反应速度要比燃烧反应慢、而且温度对其生成起着决定性得影响。

对于煤得燃烧过程、通常热力型NO x不就是主要得、可以不予考虑。

一般来说通过降低火焰温度、控制氧浓度以及缩短煤在高温区得停留时间可以抑制热力型NO x得生成。

２、快速型NＯx快速型NO x中得氮得来源也就是空气中得氮、但它就是遵循一条不同于捷里多维奇机理得途径而快速生成得。