天然气低氮燃烧技术研究进展及应用

低氮燃气燃烧技术及燃烧器设计进展摘要：在高温燃烧过程中，氮氧化物的排放污染一直是业界关注的焦点。

这部分气体不仅稳定性较差，而且大多能够在湿热环境中转变为NO与NO₂，从而给人们的生命财产带来威胁。

随着技术的成熟，低氮燃烧技术开始以其环保效益高、清洁无污染受到了一致好评。

在本文中，笔者分析了高温燃烧中氮氧化物的生成原理以及影响因素，并在此基础上探讨了如何控制氮氧化物的排放，以供参考。

关键词：低氮燃烧；燃烧器设计；技术进展引言近些年我国的化工行业得到了长足的发展，高温燃烧在各生产领域均有着突出的贡献。

尤其是天然气等能源的普及推广，虽然很大程度上改善以往的三废排放问题，但氮污染的问题仍未有效缓解。

究其原因，主要是以往的燃烧技术存在一刀切的问题，没有针对不同介质来调整燃烧方案。

由此可见，在低氮燃烧技术中分层燃烧的个性化方案是重要突破口，同时兼顾燃尽的火焰长度，才能真正实现减小高温燃烧的氮污染。

一、氮氧化物的控制原理（一）气体燃料的特点气体的高温燃烧基本不会发生相态变化，因此其主要包括混合、升温以及燃烧3个阶段。

从燃烧温度来看，气体燃烧的过程温度普遍较高。

业界常见的氢气与液化气燃烧的问题均不低于2000℃，而目前对环境最友好的天然气在燃烧的过程中温度也高达1700℃。

除此之外，气体燃烧的反映速率也较其他模式快，往往就存在回火的现象。

一旦气体的排放速度小于反应速率，那么火焰就会影响到火孔内的环境，严重的可能会造成气源爆炸。

（二）氮氧化物的影响因素关于气体燃烧的氮氧化物研究已有十数年的努力，根据学术成果表明氮氧化物可按照生产方式的不同归类为热力型、快速型两个大类。

其中热力型所产生的氮氧化物含量更多，但快速型氮氧化物的生产也不容忽视。

而在以往的燃烧器设计中，技术人员往往顾此失彼导致技术应用达不到预期的效果。

热力型顾名思义就是在火焰区域生产的氮氧化物，因此很容易受到温度的影响。

从业界实践的经验来看，当火焰温度超过1800℃时氮氧化物的生成量会出现井喷式的增长。

天然气燃烧技术的发展与应用天然气作为一种清洁、高效、环保的能源，其燃烧技术的发展与应用一直备受关注。

本文将从天然气燃烧技术的发展历程、应用领域拓展、技术创新以及未来发展趋势等方面进行探讨。

一、天然气燃烧技术的发展历程天然气燃烧技术的发展可追溯至19世纪初，当时以天然气为燃料的煤气灯广泛应用于照明领域。

20世纪初，随着工业革命的推进，天然气燃烧技术得到了进一步的发展。

特别是在轮机、炉窑、锅炉等领域，天然气燃烧技术成为主要的能源燃烧方式，取代了传统的煤炭燃烧。

二、天然气燃烧技术的应用领域拓展随着科技的不断进步，天然气燃烧技术的应用领域不断拓展。

目前，天然气燃烧技术广泛应用于以下几个方面：1. 工业领域：天然气作为一种高效清洁的燃料，被广泛应用于钢铁、化工、轻工等行业。

天然气燃烧技术不仅可以提高生产效率，还能降低环境污染。

2. 公共领域：天然气燃烧技术在城市燃气供暖、热水供应等领域得到了广泛应用。

相比传统的燃煤供暖方式，天然气燃烧更加清洁环保，能够有效减少煤烟污染。

3. 交通运输领域：天然气作为一种替代汽油和柴油的清洁能源，其燃烧技术在汽车、公交车、货车等交通工具中得到了应用。

天然气燃烧能够有效降低尾气排放，减少大气污染。

三、天然气燃烧技术的技术创新为了提高天然气的燃烧效率和环保性能，科研机构和企业在天然气燃烧技术方面进行了大量的研究和创新，取得了一系列重要成果。

1. 高效燃烧技术：通过优化燃烧室结构、改善燃烧工艺等手段，提高了天然气的利用效率。

例如，预混燃烧技术、富燃烧技术等都能够显著提高燃烧效率，减少能源浪费。

2. 低氮燃烧技术：氮氧化物是空气污染的主要源之一。

为了减少氮氧化物的排放，研发出了一系列低氮燃烧技术，如燃烧控制技术、余热利用技术等。

这些技术均能够有效降低氮氧化物的生成量，减少大气污染。

3. 智能燃烧控制技术：借助先进的传感器和自动控制系统，实现天然气燃烧过程的智能化控制。

智能燃烧控制技术能够精确控制燃气供应、调整燃烧参数，从而提高燃烧效率，减少能源消耗。

天然气锅炉的低氮燃烧技术摘要：随着国家对PM2.5的控制越来约严格，相应的大气污染物排放标准也日益严格起来。

大量的小吨位的燃煤炉被清洁的燃天然气锅炉所取代。

天然气锅炉燃烧排放的NOx排放量也随之增大，成为众多企业及锅炉厂家迫切解决的问题，笔者在本篇文章中主要对NOx的产生机理及控制方法进行阐述。

关键词：天然气锅炉；低氮燃烧器；氧量；过量空气系数；氮氧化物排放引言能源消费一直是世界共同关注的问题，随着人类社会的飞速发展，能源消费需求不断扩大，节省能源消费是一大命题。

因此，氮能源的减排及其充分利用就越发重要。

低氮燃煤技术具有低投资、高效益的优点。

氮能源在我国工业锅炉的应用中相当普及，但同时氮能源在锅炉中燃烧过程时会加速扩大NOx的排放量及速度，如果不能节能减排，将不能充分发挥它的价值，且会严重浪费氮能源，甚而影响环境健康，所以严格控制NOx的排放量首当其冲。

锅炉中低氮燃烧技术实质上就是改善燃烧条件，使其充分燃烧，产生更多能量同时减少NOx生成。

目前我国工业锅炉常用的低氮燃烧技术主要有燃料分级技术、空气分级技术、烟气再循环技术等。

1 氮氧化物的危害氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，硝酸是酸雨形成的原因之一。

氮氧化物还与其他污染物在一定条件下产生光化学烟雾。

不仅破坏植物，建筑等财物，对人体的一些器官也有危害，危害人体健康。

随着大量天然气锅炉的投用，排放入空气中的氮氧化物越来越多，如何能降低氮氧化物的排放，成为锅炉厂家的新的探索方向。

2 氮能源在锅炉中生成氮氧化物的机制2.1燃烧型燃烧型NOx是氮能源燃料在锅炉中的完全燃烧及不完全燃烧产生的。

我们知道，氮能源燃料中氮化合物的热分解温度是600℃~800℃，在该温度条件下生成燃烧性NOx。

首先是含氮化合物高温分解成中间环节产物，主要包括N、氰化氢、氰化物等，然后中间产物进一步氧化形成了NOx。

煤粉锅炉含氮能源的燃烧过程相继发生挥发份燃烧、焦炭燃烧2个阶段，所以，燃料型NOx的生成与挥发份燃烧、焦炭燃烧有密切关系。

天然气供热锅炉低氮燃烧技术分析摘要：天然气供热锅炉在工业生产和日常生活中都具有较为广泛的应用，但是在锅炉运行燃烧过程中，会出现不同程度的氮氧化物排放，进而对自然环境和人身安全产生影响。

本文在简要概述天然气燃烧氮氧化物生成机理基础上，分析供热锅炉低氮燃烧技术类型，并对燃烧器设计要点进行说明，以此更好的实现降低氮氧化物排放目的。

关键词：天然气；供热锅炉；低氮燃烧当前天然气能源利用水平不断提升背景下，环保部门对天然气供热锅炉氮氧化物排放的控制标准要求也不断提升。

采用合理的燃烧技术类型，对低氮燃烧器进行优化设计，是确保低氮排放目标实现的重要基础。

1、天然气燃烧碳氧化物生成机理当前天然气供热锅炉运行体系中，热力型燃烧所形成的氮氧化物占到总量的95%以上，因此做好这方面的低氮燃烧技术研究分析，降低氮氧化物排放，是研究工作应当关注的重点层面。

热力型氮氧化物产生是空气中的N2在燃烧过程中，基于高温作用下的氧化反应产生，氮氧化物的生成速度，主要是受燃烧温度影响，在相关研究中显示，温度在1800k时，生成速度会显现增加。

同时，过量空气系数对生产速度也会产生明显影响。

此外，在供热锅炉燃烧中，也会出现快速型氮氧化物，其生产机理主要是空气中的N2在低温状态的火焰初始区，与CH2和CH发生反应生产不同类型化合物，并进一步氧化而生成氮氧化物。

快速型氮氧化物生成除受过量空气系数和燃烧速度因素影响外，还会受初始区火焰加热速度影响。

2、天然气供热锅炉低氮燃烧技术类型2.1 分级燃烧技术分级燃烧是基于对天然气和空气比例的不同调节控制，先将富燃料燃烧形成还原性环境，抑制热力性氮氧化物的产生，再为贫燃料燃烧提供足够的氧气，从而实现燃料的充分氧化。

基于分级形式的不同，可以分为空气分级燃烧和燃料分级燃烧两种形式。

空气分级燃烧是在完成富燃烧之后，加入过量空气，达到完全燃烧目的，具有操作便利的的特征，但是燃烧温度相对较低，不适用于供热燃气锅炉系统。

天然气燃烧技术的创新与突破天然气作为一种清洁、高效的能源，其利用已经成为全球范围内的主要能源供应方式之一。

然而，随着能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显，天然气燃烧技术的创新与突破成为重要的研究和发展方向。

本文将重点探讨在天然气燃烧技术方面的创新与突破，并展望未来的发展趋势。

1. 高效燃烧技术的创新1.1 预混合燃烧技术预混合燃烧技术是天然气燃烧技术的一项重要创新，其通过将天然气和空气提前混合，形成混合气体后再进行燃烧，能够大大提高燃烧效率。

与传统的分离燃烧方式相比，预混合燃烧技术能够减少燃烧过程中的氧化反应时间，从而减少产生的污染物，提高能源利用率。

1.2 低氮燃烧技术低氮燃烧技术是为了减少燃烧过程中生成的氮氧化物（NOx）而进行的创新。

传统的天然气燃烧过程中，高温和高压环境下会导致氮氧化物的产生，而低氮燃烧技术通过优化燃烧过程，降低燃烧温度和压力，从而减少了氮氧化物的生成。

这一创新不仅可以改善空气质量，还有助于减少温室气体的排放。

2. 燃烧技术与能源转换的突破2.1 天然气热电联供技术天然气热电联供技术是一种将天然气转化为电力和热能的技术，通过燃烧天然气驱动发电机，同时利用发电过程中的余热供暖或制冷。

这种能源转换方式不仅提高了天然气的利用效率，还减少了能源的浪费。

此外，与传统的分别供热和发电方式相比，天然气热电联供技术能够降低能源成本，提高能源利用效益。

2.2 天然气直接制氢技术天然气直接制氢技术是一种将天然气转化为氢气的技术，通过在高温条件下与水蒸气反应，将天然气中的碳与氢分离，生成氢气。

这种技术能够提高氢气的产量和纯度，减少二氧化碳的排放。

此外，天然气直接制氢技术有着较为简化的工艺流程和低成本的优势，有望成为未来氢能产业发展的重要方向。

3. 未来发展趋势展望未来天然气燃烧技术的发展将更加注重环境友好型和高效能源转化。

首先，燃烧技术将进一步提高燃烧效率，减少污染物的排放。

其次，燃烧技术与能源转换的结合将得到更广泛的应用，如燃料电池等新能源技术。

燃气锅炉低氮改造技术及应用分析摘要：NOx是雾霾天气的重要成因，燃气锅炉低氮改造是继“煤改气”后成又一项治霾重要举措。

本文从燃气锅炉NOx生成原理出发，阐述了燃气锅炉低氮燃烧技术及其案例应用，希望为读者提供参考。

关键词：燃气锅炉、低氮改造、案例应用1燃气锅炉低氮改造的必要性近年来，随着国家“煤改气”政策的持续推进，西北某重点城市主要污染物颗粒物和SO2已得到有效控制。

但在NOx排放控制方面，与已经过超低排放改造的燃煤锅炉（NOx≤50mg/m³）相比，常规燃气锅炉显得并不“清洁”，往往大于100mg/m³。

专家指出，NOx作为雾霾重要成因，需要对燃气锅炉进一步进行低氮改造。

2燃气锅炉NOx生成按照NOx生成原理，主要分为：热力型、快速型和燃料型。

热力型NOx是空气中的氮在高温 (1300～1500℃)下分解氧化产生的，火焰温度1500℃以上时成倍增加，混合燃烧气体中氧气浓度越高，燃烧停留时间越长，产生的热力型NOx就会越多。

快速型和燃料型NOx由于生产量少，可忽略不计。

因此，控制燃气锅炉NOx的生成关键，是控制热力型NOx。

3燃气锅炉低氮技术分类控制热力型NOx生成，常规可采取三类低氮技术：分级燃烧、全预混表面燃烧和烟气再循环技术。

3.1 分级燃烧燃料和空气分级送入炉膛，分阶段混合燃烧，从而降低燃烧强度和火焰温度。

燃烧室划分富燃区和贫燃区。

燃烧时,过量的空气加入到贫燃区,便可以使火焰中心最高温度降低, 并使炉膛内的温度分布更加均匀,消除了局部高温,热力型NOx生成量也随之减少。

3.2 全预混表面燃烧全预混表面燃烧技术是将锅炉燃烧所需的天然气和空气按照设定好的比例进行预先混合，火焰沿着金属纤维表面进行均匀分布,有利于形成均匀分布的温度场,降低单位面积上的热负荷。

过量的空气可以降低火焰温度,从而达到减少NOx目的。

3.3 烟气再循环烟气再循环燃烧技术是指在燃气锅炉的空气热器前抽取部分温度较低的烟气经冷却后再循环送回燃烧区，或与空气进行混合后送入燃烧区，通过循环烟气的吸热作用降低火焰温度，稀释氧气浓度，降低燃烧速度，以减少热力型NOx生成。

天然气燃烧技术的创新与发展天然气是一种清洁、高效的能源，具有丰富的资源和广泛的应用前景。

近年来，随着环境污染和能源安全问题的日益突出，天然气燃烧技术的创新与发展成为全球关注的焦点。

本文将探讨天然气燃烧技术的创新方向和应用前景，并对其对环境保护和能源转型的促进作用进行分析。

一、天然气燃烧技术的创新方向1.1 高效燃烧技术在传统天然气燃烧过程中，存在燃烧不完全、高温排放等问题。

因此，提高燃烧效率成为天然气燃烧技术创新的重要方向。

研发新型燃烧器、优化燃烧工艺，提高燃烧效率，降低能源消耗和环境排放，将是未来的发展方向。

1.2 低氮燃烧技术氮氧化物是常见的大气污染物之一，对人体和环境均有害。

因此，开发低氮燃烧技术是天然气燃烧技术创新的另一个重要方向。

通过改进燃烧器结构、燃烧过程控制等手段，降低氮氧化物排放，实现燃烧过程的清洁化，具有重要的应用价值。

1.3 低温燃烧技术低温燃烧技术是指在较低的温度下实现高效燃烧的技术。

目前，常用的天然气燃烧技术存在高温燃烧问题，不仅使能源利用率低，而且对设备寿命和环境造成不利影响。

因此，开发低温燃烧技术，实现低温高效燃烧，对于提高能源利用效率，降低环境排放具有重要意义。

二、天然气燃烧技术的应用前景2.1 工业领域天然气在工业领域有广泛的应用，如电力、石化、制药等行业。

随着天然气燃烧技术的创新与发展，工业领域能够更加高效地利用天然气，提高生产效率，降低能源消耗和环境污染，为工业转型升级提供可持续的能源支撑。

2.2 城市供暖天然气作为清洁能源，对于城市供暖具有重要意义。

通过创新燃烧技术，提高供暖设备的热效率，减少能源消耗和环境排放，可以为城市供暖领域带来更好的环境效益和社会效益。

2.3 家庭用气天然气在家庭生活中的应用也日益增多。

利用天然气进行烹饪、热水供应等，不仅方便快捷，而且更具环保性。

通过创新燃烧技术，提高天然气的利用效率，降低家庭用气对环境的影响，能够为居民提供更加清洁、舒适的生活环境。

天然气锅炉低氮燃烧改造及应用效果分析赵庆新发布时间：2023-06-30T09:35:58.813Z 来源：《工程管理前沿》2023年8期作者：赵庆新[导读] 实施天然气节能减排转型升级行动计划，制定燃气电厂大气污染物排放标准，燃气电厂要按照要求开展节能降耗工作。

低氮燃烧技术以其技术较为成熟、降低NOx排放效果显着等优点被广泛应用于天然气电厂。

在天然气电厂的实际运行中，虽然锅炉采用低氮燃烧技术降低NOx排放达到环保要求，但随着锅炉负荷和燃烧条件的变化，也出现了一系列新的问题：锅炉加热结焦表面、管壁超温、水冷壁高温腐蚀、热蒸汽温度低、空气预热器进/出口排气压差增大等问题。

身份证号：37142519880120xxxx 摘要：实施天然气节能减排转型升级行动计划，制定燃气电厂大气污染物排放标准，燃气电厂要按照要求开展节能降耗工作。

低氮燃烧技术以其技术较为成熟、降低NOx排放效果显着等优点被广泛应用于天然气电厂。

在天然气电厂的实际运行中，虽然锅炉采用低氮燃烧技术降低NOx排放达到环保要求，但随着锅炉负荷和燃烧条件的变化，也出现了一系列新的问题：锅炉加热结焦表面、管壁超温、水冷壁高温腐蚀、热蒸汽温度低、空气预热器进/出口排气压差增大等问题。

该问题的出现不仅影响锅炉主要燃烧参数的控制，还会使锅炉效率明显降低，严重时甚至威胁到整个机组的安全稳定运行。

关键词：低氮燃烧；天然气锅炉；配风方式；优化引言纯锅炉燃烧，氮氧化物的产生主要分为热力NOx、快速NOx、燃料NOx、中间NOxN2O、NNHNOx五种途径。

由于天然气锅炉的燃料成分比较简单，氮氧化物的形成主要是热力和快速的。

能源大数据报告显示，在我国能源消费结构中，在燃烧过程中应用低氮燃烧技术，可有效减少NOx的产生和排放。

目前我国的能源消费结构很大程度上是以天然气为主，当然天然气燃烧过程中会产生一定量的污染物。

这类污染物对空气质量和人们的正常生活有着非常恶劣的影响，天然气燃烧过程中产生的氮气对环境的影响非常明显，因此本文将探讨如何在燃烧过程中控制氮氧化物的形成。

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。