利用低氮燃烧技术进行nox处理

　　利用低氮燃烧技术进行nox处理

　　低氮化燃烧技术在国外起步较早。美国在20世纪50年代首次发展了空气分级燃烧技术，后来日本、德国相继开发出低氧燃烧器，经多年优化改进，形成了多种产品，各公司低空烧嘴相互交叉渗透。我们从20世纪八九十年代开始研究无氮燃烧技术，当时重点放在投资少、便于增加改造的措施上，相继开发了多种低氮燃烧器及炉内结构，取得了一定的效果。

　　(1)空气分级燃烧技术。空气被划分为一级或多级加入，在前段燃烧区(一级燃烧区)仅添加部分空气，形成过量空气系数a<1的富燃料区，并制造还原性气氛，抑制nox形成并还原nox。通过添加大量空气，形成贫化油燃料区，通过添加后段燃烧区域形成贫化区，可提高煤粉燃烬的燃烧效率。空气分级燃烧器(双调风燃烧器)、WSF燃烧器、第三代DS燃烧器是Babcock公司生产的第二代燃烧器(WB)。径向空气分级燃烧在煤粉锅炉中也常采用，这是通过把二次风射流部份偏移到炉壁来实现。放射状分级燃烧不仅能使主燃区处于还原性气氛中，从而减少nox的排放，也能使炉墙附近处于氧化气氛中，从而能避免水冷壁的高温腐蚀，并能避免由于还原性气氛使灰熔点降低而在燃烧器附近产生渣。

　　(2)烟气回收也是目前使用较多的低氮燃烧技术，它是从锅炉空气预热器前抽出一部分烟气返回炉内，利用惰性气体的吸热和氧浓度的减少，使火焰温度下降，抑制燃烧速度，减少热力学型nox。烟气回收只能降低热力学形式nox，抽出的烟尘可直接送进炉，也可将一次风或二次风混合送到炉膛。本实用新型是将二次循环烟气由燃烧器直接送到炉内，使其温度水平比炉膛低很多，从而大大降低了炉膛温度。另外，由于尾烟为燃烧气和少量漏风混合，氧含量较低。通过综合两方面的声音，实现烟气回收利用，使炉内温度、氧浓度降低，从而抑制煤粉燃烧过程中Nox的生成。

　　在烟气再循环率在20%~30%的条件下，煤粉炉内nox排放浓度可降低约30%。

　　(3)燃料分级燃烧。燃油分级燃烧技术又称三级燃烧技术或再燃烧技术，将空气、燃料均分级进入炉内，形成了主要燃烧区、再燃区和燃尽区。nox是形成于氧化或弱还原的初始燃烧区域，在二次燃料喷入再燃区域并进行还原。为了确保燃料充分燃烧，需要在再燃区下游喷射二次风(燃尽风)，以形成燃尽区，从而促进CO和未燃尽的烃类(UHC)燃烧。燃料比是该技术应用中的一个关键控制因素。通过试验发现，与主燃等级相比，在进气流量、进气温度、进口压力一定的条件下，燃油量对nox排放的影响较大;当油气总比保持恒定的前提下，存在最优的燃油比，使nox排放最低。该方法在发达国家较为流行，与其它方法相结合可使Nox降低60%~70%。除传统的石油化工燃料外，再燃技术也成为研究的重点。目前，国内外的研究表明，对于燃煤锅炉，生物质直接再燃可减少60%以上nox处理，可实现约50%左右的气化再燃减排，而生物质高级再燃可达到80%以上。

　　(4)低nox的锅炉燃烧器。烧嘴是工业炉中的重要设备，它能在一定程度上保证燃料的稳定着火、充分燃烧等，并结合多种低氮燃烧技术进行设计，可大幅度减少氮氧化物的生成，但其结构复杂，容易造成炉膛结渣腐蚀，降低燃烧效率。现有的低nox燃烧器包括自重烧嘴、自转式燃烧器、浓淡燃烧器、分火焰燃烧器、混合促进式燃烧器、低空空燃烧器。