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低氮燃烧机的原理介绍

作者:署叶机电 人气:发表时间:2021-07-23 23:03:30

低氮燃烧机,低NOx燃烧机及低氮氧化物燃烧机是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧机,采用低NOx燃烧机能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。


低氮燃烧机在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。


低氮燃烧机一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:一是燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”, 后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。


低氮燃烧机燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。


降低NOx的燃烧技术


NOx是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx,其主要途径如下:


选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料;


降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度;


在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应NO”;


在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。


减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。


一般常用低氮氧化物燃烧机简介


燃烧机是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧机入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧机大致分为以下几类:


1.阶段燃烧机


根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧机,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。


2.自身再循环燃烧机


一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧机,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。


另一种自身再循环燃烧机是把部分烟气直接在燃烧机内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧机有抑制氧化氮和节能双重效果。


3.浓淡型燃烧机


其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。


4.分割火焰型燃烧机


其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。


5.混合促进型燃烧机


烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧机就是按照这种原理设计的。


6.低NOx预燃室燃烧机预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。


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