第九章氮氧化物污染控制02課

瞬時(shí)NOx的形成碳?xì)浠衔锶紵龝r(shí)，分解成CH、CH2和C2等基團(tuán)，與N2發(fā)生如下反應(yīng)火焰中存在大量O、OH基團(tuán)，與上述產(chǎn)物反應(yīng)燃料型NOx的形成燃料中的N通常以原子狀態(tài)與HC結(jié)合，C—N鍵的鍵能較NN小，燃燒時(shí)容易分解，經(jīng)氧化形成NOx火焰中燃料氮轉(zhuǎn)化為NO的比例取決于火焰區(qū)NO/O2的比例燃料中20-80％的氮轉(zhuǎn)化為NOFuelNHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow燃料型NOx的形成煤燃燒過(guò)程三種機(jī)理對(duì)NO排放的相對(duì)貢獻(xiàn)NOx的形成NOx的形成第三節(jié)低NOx燃燒技術(shù)原理控制NOx形成的因素影響燃燒過(guò)程中NOx生成的主要因素是燃燒溫度、煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間、煙氣中各種組分的濃度以及混合程度。從實(shí)踐的觀點(diǎn)看，控制燃燒過(guò)程中NO形成的因素包括①空氣-燃料比；②燃燒區(qū)的溫度及其分布；③后燃燒區(qū)的冷卻程度；④燃燒器的形狀設(shè)計(jì)等。各種低NOx燃燒技術(shù)就是在綜合考慮了以上因素的基礎(chǔ)上發(fā)展的。低NOx燃燒技術(shù)傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)1.低氧燃燒降低NOx的同時(shí)提高鍋爐熱效率CO、HC、碳黑產(chǎn)生量增加傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)2.降低助燃空氣預(yù)熱溫度燃燒空氣由27oC預(yù)熱到315oC，NO排放量增加3倍傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)3.煙氣循環(huán)燃燒降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度－主要減少熱力型NOx煙氣循環(huán)率在25%-40%的范圍內(nèi)最為適宜。通常的做法是從省煤器出口抽出煙氣，加入二次風(fēng)或一次風(fēng)中。加入二次風(fēng)時(shí)，火焰中心不受影響，其唯一作用是降低火焰溫度。傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)4.兩段燃燒技術(shù)第一段：氧氣不足，煙氣溫度低，NOx生成量很小第二段：二次空氣，CO、HC完全燃燒，煙氣溫度低兩段燃燒法控制NOx，就是利用這種原理。在兩段燃燒裝置中，燃料在接近理論空氣量下燃燒，通常空氣總需要量(一般為理論空氣量的1.1-1.3倍)的85%-95%與燃料一起供到燃燒器，因?yàn)楦蝗剂蠗l件下的不完全燃燒，使第一段燃燒的煙氣溫度較低，此時(shí)氧量不足，NOx生成量很小。在燃燒裝置的尾端，通過(guò)第二次空氣，使第一階段剩余的不完全產(chǎn)物CO和CH完全燃盡。這時(shí)雖然氧過(guò)剩，但由于煙氣溫度仍然較低，動(dòng)力學(xué)上抑制了NOx的形成。先進(jìn)的低NOx燃燒技術(shù)原理：低空氣過(guò)剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)＋分段燃燒技術(shù)1.爐膛內(nèi)整體空氣分級(jí)的低NOx直流燃燒器爐壁設(shè)置助燃空氣（OFA，燃盡風(fēng)）噴嘴類似于兩段燃燒技術(shù)先進(jìn)的低NOx燃燒技術(shù)2.空氣分級(jí)的低NOx旋流燃燒器一次火焰區(qū)：富燃，N組分析出但難以轉(zhuǎn)化二次火焰區(qū)：燃盡CO、HC等先進(jìn)的低NOx燃