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關注燃氣窯爐低NOx燃燒技術

來源:河南省耐火材料行業協會 時間:2018-03-07 瀏覽數:

關于燃氣窯爐低NOx燃燒技術,有關技術內容如下:

燃氣窯爐燃燒系統中當燃氣和空氣在火焰高溫區相遇就會因氮氣和氧氣反應產生NOx(主要為NO,排放到大氣之后,很快被氧化為NO2),屬有毒氣體,排放不得超過有關標準(目前各地各行業的標準值不同)。

燃氣窯爐在燃燒過程中NOx可通過三個途徑生成:溫度(也稱熱力)型NOx、快速(也稱瞬時)型NOx、燃料型NOx,其中通常以溫度型NOx為主。

通過實驗研究了溫度型氮氧化物的生成機理,得出如下控制溫度型NOx生成的方法:(1)降低燃燒溫度水平,消除火焰局部高溫熾熱區;(2)使燃燒在遠離理論空氣比的條件下進行;(3)縮短在高溫區內的停留時間。

此研發了全預混型低NOx燃燒器,通過優化燃燒室內部、燃燒室與預混氣噴嘴的設計,同時提高燃燒產物噴出速度(100m/s以上),有效減少了NOx的生成。

對于正在運行的燃氣窯爐,在不改變原窯爐、燃燒系統和燃燒器的條件下,通過采用低氧燃燒、濃淡/彌漫燃燒和正確控制爐膛壓力防止冷空氣流入等運行對策,也可以明顯減少NOx生成,同時還能提高窯爐的性能和熱效率。

1、低氧燃燒法:研究結果顯示NOx生成的峰值通常發生在空氣系數1.2左右。目前眾多窯爐的燃燒器未設燃氣和空氣流量計、排煙成分分析儀,操作人員為避免不完全燃燒,通常使空氣過剩的多一點,往往使空氣系數落在1.2左右,產生較多的NOx。為了抑制NOx的產生,通過調節燃燒器的運行工況、實現低氧燃燒,就能降低NOx的排放。

2、濃淡/彌漫燃燒法:對于裝有多個燃燒器的窯爐,選擇其中幾個控制運行于空氣過量,另外幾個燃料過量,但每一個燃燒器都能安全正常燃燒。進入爐膛內燃燒產物中可燃成分會繼續與過剩的氧氣進行混合、燃燒。此時的燃燒過程屬于擴散燃燒,燃燒速度取決于混合速度,它低于化學反應速度。可燃成分與氧氣在爐膛內的混合速度遠低于在燃燒室內的混合速度。因此它們在爐膛內的燃燒速度十分緩慢,化學反應熱的釋放也十分緩慢。爐膛內的燃燒過程既無高的火焰溫度,也沒有局部的高溫區,因此NOx的生成速度很低,總的NOx生成量低于單一平均空氣系數的生成量。

濃淡/彌漫燃燒法因可燃氣體在爐膛內的繼續燃燒會使爐內溫度更均勻,爐溫越高越安全,并有利于燃燒完全。在配置高速燒嘴的爐子上使用,有利于可燃成分與氧氣的混合,效果會更好。

3、正確控制爐膛壓力,防止冷空氣流入

窯爐的密封狀況對NOx生成也會有顯著的影響。正確控制爐壓,對減少NOx生成量和提高工業爐的熱效率都是有益的。

研究開發的系列低NOx燃燒器及配套燃燒技術,燃燒產物噴出速度在100m/s以上,實現從源頭控制NOx產生,其排放濃度同比減少六成以上(在1350--1450度的窯爐),并能取得顯著節能效果和提高爐內溫度場的均勻性,可達到NOx 排放標準,省去投資和運行費用較高的煙氣脫硝裝置。隨著國家對NOx 排放日益重視,全預混低NOx燃燒器及配套燃燒技術將更多更好地應用于高溫工業窯爐。

目前,有關院校已在我省某企業的燃氣隧道窯(燒成溫度1400--1450度)進行試驗應用比較。請有關企業關注。


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