常用低氮燃燒器原理簡介
2013-08-05 10:47
低NOx燃燒器及低氮氧化物燃燒器，是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒器，采用低NOx燃燒器能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。
在燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。
一般燃料燃燒所生成的NO主要來自兩個(gè)方面：一是燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中，前者是NO的主要來源，我們將此類NO稱為“熱反應(yīng)NO”， 后者稱之為“燃料NO”，另外還有“瞬發(fā)NO”。
燃燒時(shí)所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實(shí)際上除了這些反應(yīng)外，NO 還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實(shí)際燃燒裝置中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，[NO2]/[NO]比例很小，即NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2很少，可以忽略。
降低NOx的燃燒技術(shù)
NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響，因此可以通過改進(jìn)燃燒技術(shù)來降低NOx，其主要途徑如下：
選用N含量較低的燃料，包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料；
降低空氣過剩系數(shù)，組織過濃燃燒，來降低燃料周圍氧的濃度；
在過?？諝馍俚那闆r下，降低溫度峰值以減少“熱反應(yīng)NO”；
在氧濃度較低情況下，增加可燃物在火焰前峰和反應(yīng)區(qū)中停留的時(shí)間。
減少NOx的形成和排放通常運(yùn)用的具體方法為：分級燃燒、再燃燒法、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)等。
一般常用低氮氧化物燃燒器簡介
燃燒器是工業(yè)爐的重要設(shè)備，它保證燃料穩(wěn)定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程，因此，要抑制NOx的生成量就必須從燃燒器入手。根據(jù)降低NOx的燃燒技術(shù)，低氮氧化物燃燒器大致分為以下幾類：
1．階段燃燒器
根據(jù)分級燃燒原理設(shè)計(jì)的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由于燃燒偏離理論當(dāng)量比，故可降低NOx的生成。
2．自身再循環(huán)燃燒器
一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。
另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。
3．濃淡型燃燒器
其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒。
4．分割火焰型燃燒器
其原理是把一個(gè)火焰分成數(shù)個(gè)小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應(yīng)NO”有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間，對“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。
5．混合促進(jìn)型燃燒器
煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負(fù)荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時(shí)間縮短，因而使NOx的生成量降低。混合促進(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計(jì)的。
6．低NOx預(yù)燃室燃燒器
預(yù)燃室是近10年來我國開發(fā)研究的一種高效率、低NOx分級燃燒技術(shù)，預(yù)燃室一般由一次風(fēng)（或二次風(fēng)）和燃料噴射系統(tǒng)等組成，燃料和一次風(fēng)快速混合，在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。
在燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。
一般燃料燃燒所生成的NO主要來自兩個(gè)方面：一是燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中，前者是NO的主要來源，我們將此類NO稱為“熱反應(yīng)NO”， 后者稱之為“燃料NO”，另外還有“瞬發(fā)NO”。
燃燒時(shí)所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實(shí)際上除了這些反應(yīng)外，NO 還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實(shí)際燃燒裝置中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，[NO2]/[NO]比例很小，即NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2很少，可以忽略。
降低NOx的燃燒技術(shù)
NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響，因此可以通過改進(jìn)燃燒技術(shù)來降低NOx，其主要途徑如下：
選用N含量較低的燃料，包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料；
降低空氣過剩系數(shù)，組織過濃燃燒，來降低燃料周圍氧的濃度；
在過?？諝馍俚那闆r下，降低溫度峰值以減少“熱反應(yīng)NO”；
在氧濃度較低情況下，增加可燃物在火焰前峰和反應(yīng)區(qū)中停留的時(shí)間。
減少NOx的形成和排放通常運(yùn)用的具體方法為：分級燃燒、再燃燒法、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)等。
一般常用低氮氧化物燃燒器簡介
燃燒器是工業(yè)爐的重要設(shè)備，它保證燃料穩(wěn)定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程，因此，要抑制NOx的生成量就必須從燃燒器入手。根據(jù)降低NOx的燃燒技術(shù)，低氮氧化物燃燒器大致分為以下幾類：
1．階段燃燒器
根據(jù)分級燃燒原理設(shè)計(jì)的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由于燃燒偏離理論當(dāng)量比，故可降低NOx的生成。
2．自身再循環(huán)燃燒器
一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。
另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。
3．濃淡型燃燒器
其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒。
4．分割火焰型燃燒器
其原理是把一個(gè)火焰分成數(shù)個(gè)小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應(yīng)NO”有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間，對“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。
5．混合促進(jìn)型燃燒器
煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負(fù)荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時(shí)間縮短，因而使NOx的生成量降低。混合促進(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計(jì)的。
6．低NOx預(yù)燃室燃燒器
預(yù)燃室是近10年來我國開發(fā)研究的一種高效率、低NOx分級燃燒技術(shù)，預(yù)燃室一般由一次風(fēng)（或二次風(fēng)）和燃料噴射系統(tǒng)等組成，燃料和一次風(fēng)快速混合，在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。
編輯：姜立東
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