低氮燃烧的原理及(低氮燃烧器工作原理讲解)

发布时间：2024-02-19 18:48:36| 来源：乐鱼平台登录

  目录一、改造的目的。二、NOx最重要的包含哪些。三、燃烧过程中NOx生成的机理。四、煤粉炉NOx生成的机理。五、降低NOx的办法。六、本次燃烧改造的范围（技术）。七、改造后降低NOx排放的原理。八、操作。一、改造的目的：本锅炉采用四角切向布置直流式煤粉燃烧器，因运行过程中燃烧器及炉膛结焦严重，给锅炉安全运作带来隐患，同时为满足国家环保要求，降低NOX原始排放浓度，对燃烧器进行了改造。二、氮氧化物最重要的包含哪些：1、一氧化二氮（N2O）2、一氧化氮（NO）3、二氧化氮（NO2）4、三氧化二氮（N2O3）5、四氧化二氮（N2O4）6、五氧化二氮（N2O5）等三、燃烧过程中NOx生成的机理：1、物料型：有物料中的氮氧化物热分解后氧化产生。2、快速型：由空气中的N2与燃料中的碳氢离子团等反应生成。3、热力型：空气中的N2在高温下氧化而成。四、煤粉炉NOx的生成机理：NOx：煤粉炉氮氧化物主要是NO和NO2锅炉氮氧化物主要为NO约占95%,NO2仅占5%左右。燃料燃烧生成的NO来源：一、燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化（“热反应NO”）；二、燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化（“燃料型NO”）。三、“瞬发型NO”（前面第二项）。五、降低NOx的办法：1、选用N含量较低的燃料；2、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；3、在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”;4、在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和

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

  一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，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器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

  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。

  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”会降低。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停滞时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

  烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的重要的因素之一，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滞时间缩短，因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

  预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低氮分级燃烧技术，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。

  任何一种低氮燃烧技术实质都是对燃烧过程进行管控的技术。根据低氮燃烧器20年的开发使用经验，工业锅炉要实现真正持续可靠的低氮燃烧，仅仅更换或改造燃烧器是不够的，还需要对燃烧管控装置进行升级。

  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。大量实验根据结果得出，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。

  一般燃料燃烧所生成的NO大多数来源于两个方面：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的大多数来自，我们将此类NO称为“热反应NO”， 后者称之为“燃料NO”，其他的还有“瞬发NO”。

  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。

  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，因此能通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下：

  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。

  1.建议操控柜上的电源操控按扭，此时数显表就显现当时炉内温度，新安的装炉体此温度为环境温度。

  2.建议风机操控按扭，装置在炉体上的风机就作业，此时若风机损坏操控柜就自动保护不进入下一步操作。 3.当低氮焚烧机收到不利于焚烧的信号（例：焚烧失利、气压不稳定、电路有问题）等问题时，焚烧操控器就马上封闭燃气并发出报警信号。

  4.低氮焚烧机若报警，有必要是处理缺陷后由操作人员对其手动复位才可以持续作业。 5.整个设备的操作，操作人员应参看炉体安全操作规程及生产的基本工艺要求进行操作。

  6.按生产工艺技术要求需求调整操控温度时，操作员应参看智能数控表说明书进行调度。

  在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。

  大气中的NOx溶于水后会生成为硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如：腐蚀建筑物和工业设施；破坏露天的文物古迹；损坏植物叶面，导致森林死亡；使湖泊中鱼虾死亡；破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡；饮用酸化物造成的地下水，对身体有害。 同样的酸浓度下硝酸雨对树木和农作物的损害是硫酸雨的1倍。

  NOx还对人的身体健康有直接损害，NOx浓度越大其毒性越强，因为它易于动物血液中的血色素结合，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。NOx经太阳紫外线照射与汽车尾气中的碳氢化合物同时存在时，能生成一种浅蓝色的有毒物质硝基化合物会形成光化学烟雾。

  城市光化学烟雾是指含有碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物的城市大气，由于阳光辐射则发生化学反应所产生的生成物与反应物的特殊混合雾。光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒害作用。

  它刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，产生眼红流泪、气喘咳嗽等症状，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，甚至发展成癌。严重时可使人头晕胸痛，恶心呕吐，手足抽搐，血压下降，昏迷致死。

  光化学烟雾可导致成千上万人受害或死亡，还可使植物褪掉绿色、改变颜色，造成叶伤、叶落、花落和果落，直到减产或绝收。此外，还可使家畜发病率增高，使橡胶制品龟裂老化、腐蚀金属、损坏各种器物、材料和建筑物等。

  由于城市里氮氧化物和烃类排放量较大以及特有的天气特征情况，所以容易形成光化学烟雾。