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。