燃燒理論與污染控制

燧燒理論與污染控制

目錄

1.緒論...............................................................3

2.N0x的生成機(jī)理11

3.低NOx燃燒技術(shù)35

4.新型低NOx燃燒技術(shù)61

5.熠氣脫硝67

6.SOx的生成與控制70

第一章：緒沒

&1.1然燒對(duì)大氣的污染，污染物的組成及其危害

1.1.1污柒物按狀態(tài)分類

污染物一次污染物二次污染物

固塵懸浮〔氣體介質(zhì)中〕固體粒子無

態(tài)d=1~20pm

煙氣溶膠(含微粒)無

d=0.01~1pm

3液體微粒的懸浮體，酸霧無

液滴懸浮物

氣硫化物

S0,,H2sSOj,H2so4,M2so4

態(tài)

氮化合物(NO,NO,)

NO,NH3NO2,HNOS,MNO3

碳復(fù)仇合物HC酷，曲，過氧乙瞅基，

硝酸酯(PAN)

碳氧化合物無

CO,C02

鹵素化合物HF,HCI無

一次污染物：污染源直接爆人大氣。

二次污染物：而染物與大氣中成分，污染物之間化學(xué)反響，光化學(xué)反響生成的歷

染機(jī)

112?|霧和粉塵

1.J8霧

本質(zhì):一抻含有固體顆粒和液體微滴的氣溶膠。

固體顆機(jī)煙黑，機(jī)枝等。

液體微灑：水滴，硫酸微澗等。

壬要成分為煙黑：C、H、0、N、S組成的復(fù)雜化合物。

產(chǎn)生機(jī)理:

[I]煤形成煙黑：不完全燃燒，高湍下熱解一產(chǎn)生多環(huán)化合物一＞加黑

成分:花、its?(C12H10)S感GN。)、菲全是至描物質(zhì)。引起鼻炎、支氣管

炎、師髓。(d＜5pm的顆粒等被肺部吸收〕

生成煙黑的烽種顫序：無煙煤一焦碳一＞相肆-Ilf揮發(fā)分的煙煤一高揮發(fā)分的加煤

〔2〕石油，天熟氣形成煙黑：

機(jī)理：石油，涇類不斷脫氫縮合，脫氧之后碳含量升高，形成煙黑物質(zhì)。天然氣

形成煙黑過程類似石油

生成煙黑的靦屋為：煤焦油T重油T中油一輕油

〔3〕工業(yè)上黑惻的分類

■煙塵:顆粒大于1〃〃7：如飛灰，金屬粉末，煤粉等

%煙氣：顆粒小于1〃〃?：如煙黑，硫酸煙霧等

2.粉塵

⑴煙塵中飛灰!降塵：粉煤,大部分飛灰等

］飄塵：d〈10〃〃7：不易沉降

〔含有細(xì)灰塵，也有植金氟重金屬等化合物，取塵中富含有重金屬元素〕

⑵粉塵的危害:

a.吸入一>引起肺病一死亡

b.大氣中SO2,遇到含有重金屬款塵傕化，氧化成S03一硫酸煙霧

c.以塵吸附大氣中N02及致捶物質(zhì)一污染環(huán)境

d.粉塵還會(huì)吸附太陽中的紫外線物質(zhì)，散射吸收,不利于人與動(dòng)物的生長(zhǎng)。

1.1.3二氧化破

1.各仲攫料含蛻的情況

煤中:0.1-10%石油：0.5-2%〔個(gè)別到達(dá)3%〕〔重油含5比原油多〕

燃料中的磁盤燒后：絕大同部-SO?〔煙氣中〕少局部〔5~10%〕一>脩的鹽

2.S0?的形成二次污染物

〔1〕溫帶城市上空：Sa+B?佗理L>SO3（條件:充足的02,一定的水分,

依靠金屬微粒的觸媒作用），SO3+HgtH2sO&（瞋酸誨零）

〔2〕亞熱帶，熱帶的戰(zhàn)寥形成，有局部是由光化學(xué)作用形成的：

hv

SO2ySO；'

SO2''+O2——>so4

so,+O2->SO.+O3（臭氧）

（3）SO2的危害:SO2T剌源黏膜T引起呼吸道疾病,

破酸酸霽一>毒性增大10倍以上T土地酸度增加T影響環(huán)境

1.1.4一氧化碇和二氧化燧

1形成

想燒過程形成，混合不良或空氣供給缺乏-CO博多，滬溫較低一>C0i§多。

2危害

〔1〕CO與紅血球中的血紅蛋白爭(zhēng)奪氧氣T引起缺氧T氣臉頭痛，惡心，虛脫。

〔2〕CO,含量多一人頭痛，呼吸急促，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)T全球變暖T干旱，

沙漠化，生態(tài)等影響

1.1?5氮氧化物NOx

1.形成

NO、〔主要是NO和NOz,其次是NQ,N。，MO%NQJ：N燒過程中形成〔大局

部〕。

大氣中的各種氮氧化物形成的一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)如下：

2NO+02皆。笛->2NO2

NO+NO.——>N03

NO??>NO+O

(反響快惺與NO的含曷有關(guān)，NO含曷丸在空氣中可電定很長(zhǎng)的一段時(shí)間〕

2.NOx的危害

〔1〕N0濃度越大，毒性速?gòu)?qiáng)，NO2的毒性是NO的4~5倍，它與血中血色素結(jié)

合，引起缺氧，刺激黏膜，最后導(dǎo)致肺病

〔2〕形成的光化學(xué)煙霧

NO?"->NO+OO+O2——>。式強(qiáng)氧化齊IJ)q+NO——>NO2+O2

但如果有碳?xì)浠衔飼r(shí)，它與原子0生成有機(jī)過氧化合物，〔R02〕過氧烷基。

RO2+NO——>NQ+RO

故。3濃度煙加，它發(fā)生如下反響：

S02+。3——>5。3+。2H2S+0.——>SO2+H20

NO+O3---->NO?+。2CO+O3-------CO2+。2

。3還可將丁烯氧化成丙烯能，甲能。

以上反喟生成一系列有毒的光化學(xué)氧化物。這種以。3和口2s。4為主的光化學(xué)煙霧,

對(duì)眼明呼吸由有限刺激性。

〔3〕NO破壞平渝層〔間溫層〕中的臭司層一>失去對(duì)紫外線幅射的屏敝作用

臭氧層形成一個(gè)平衡俯吊的關(guān)系：

02-^->0+0......(1)

O+O2——>。3......(2)

其中〔2〕式中。3吸收紫外線后會(huì)分解成。2。但NO會(huì)通過一下反響破壞臭氧層：

NO+O,——>NO2+O2

NO3+O—>"0+。2(使臭氧層越來越少

〔4〕NOxSOx和粉塵共存，可生成毒性更大的硝酸或瓊酸鹽氣溶液-形成酸雨

1.1.6碳?xì)浠衔?/p>

1.組成

垸涇，烯,芳涇。其中翳響最大的是：芳涇以及楣耳仇合將一名環(huán)芳涇。

〔1〕策為芳香涇中最根本的化合物，攫燒產(chǎn)物中含有茉以及其同系相，毒性強(qiáng)。

〔2〕煙黑中的花，花，恿，多環(huán)芳徑一根致栩物

〔3〕含有單氮有機(jī)化合物的有毒行染物質(zhì)：過氧乙瓶基，妖笨版一致癌物，氯

化物一毒性隕

〔4〕含偷有機(jī)物：fOlttlS,很臭，剌激性微。

1.1.7各種標(biāo)準(zhǔn)以及大氣質(zhì)量分類〔略〕

&1.2以料熱燒與大氣污染

1.2.1污染排放量有關(guān)因素

1.燃料抻類

污染物(mg/m3)有HI物粉塵CONOx

煤25.025.065.0100.0

重油0.83.01.018

天然氣0.20.15.05.0

2.攙燒方式

隹擦爐地煤機(jī)2粉煤如沸騰爐

灰分含量〔占總灰15-2020-4070-8040-60

分％〕

粉塵濃度g/m323~810-3020-60

顆冠<10pm7%11%40%

組成

<149pm57%73%100%

3.熱燒條件

[1]空燃比〔空氣/熱料的重量比〕

①空堪比減少，加塵濃度，co,碳?xì)浠衔镌黾印？湛氨褥诩?，煙塵濃度，co,

碳?xì)浠衔餃p少。但是進(jìn)一步增加空熱比時(shí)，HC反而會(huì)墻加〔因?yàn)闋t油降低〕

②NO的變化短律,《空熱比增虬先增加后演少。

③SO2的變化,空愁比地加，由于氧氣的增加，S03增多,SO2減少，但是不會(huì)第

響到S02的生成,但改變S03與S02的比例。

〔2〕總燒溫度

溫度高，煙塵濃度降低，NO生成量婿加，〔熱力NO生產(chǎn)升高〕，熱燒溫度與。，

捐爐容量，爐膛容枳熱負(fù)梅，爐履形式，水冷壁形iUR多因素都有關(guān)系，如：就

加溫而言，大型福加＞小型鍋爐，液態(tài)排適〉固態(tài)排渣。

4.控制污染物的方法〔以MOx為例〕

低空燃比燃燒

改變運(yùn)行條件降低燃燒室熱負(fù)荷

降低空氣預(yù)熱溫度

分級(jí)燃燒

燃燒改善

濃淡燃燒

NO,控制技術(shù),

改進(jìn)燃燒方法煙氣再循環(huán)

使用乳濁液燃料

各種低NOx燃燒

脫氮技術(shù)

降低燃料含氮圜

燃料轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷剂?/p>

&1.3治理大氣污染柢述

污染嚴(yán)重：常用方法〔治理〕

重點(diǎn)：治理粉塵，其次是S0?,再次是NOx

具體措施：集中供熱，開展城市煤氣，推廣型煤，改造爐窯，消煙除塵，開展沸

騰爐,煤粉爐同時(shí)脫硫脫諦等。

1.3.1國(guó)際上關(guān)心的環(huán)境保護(hù)問題

1.C0?引起的海室效應(yīng)

2.大氣中S0x,N0x所引起的酸雨問題

3.臭氧層危機(jī)

1.3.2NOx生成研究及控制

70年代初，國(guó)標(biāo)火明研究基金會(huì)〔IFRF〕，日本，西德，美，，加拿大

NO、生成機(jī)理

低N%燃燒的研發(fā)

致力于研究

爐內(nèi)脫硝技術(shù)

爐內(nèi)同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

電站鍋爐措篦：煙氣雪循環(huán)，兩級(jí)熱燒，低NOx煬燒組合，這樣可減少N0x30~70%,

日本最為先進(jìn)，選擇性催化復(fù)原法〔SCR〕〔也是駝子的運(yùn)行費(fèi)用較高〕

1.3.3SOx控制技術(shù)

可以采用煙氣脫琉技術(shù)，費(fèi)用高，占地面積大。同時(shí)脫丁脫偌技術(shù)比單獨(dú)脫硫和

脫硝廉價(jià)。

①枷氣噴霽干法腑硫

②根粉爐噴許脫硫技術(shù)〔60年代提出〕〔由于低NOx損燒技術(shù)，爐溫度變化，股

砥率有所提高〕

提高服窿劑的利用率，減少費(fèi)用的方興力：①期壓力卵化脫罐劑。②珊發(fā)新型股

脩劑，如綱基配榆劑。③傣加催化劑和少量礦物助催化劑。④將爐噴鈣后的飛灰

〔含有未反喟的吸收劑〕加工處理后重新噴人煙道。

第二章NOx的牛成機(jī)理

&2.1柢述

2.1.1鍵能

N為N三N三維,提能為945KJ/mol

有機(jī)氮戶N三鍵，鍵能卸9Mms

N—C和N—H(單鍵)，鍵能為I50K//"7H

2.1.2反用介庾

1.氧化區(qū)域中：碳?xì)浠?"C)和燃燒分子的碎化

燃燒：碳?xì)浠衔镏杏袃墒?/p>

2.燃燒產(chǎn)物中：”,0/7,0基因

2.1.3生成NOx的機(jī)理

〔1〕熱力NOx：熱燒所用空氣中的氮分子在高溫下氧化而成的NOx。

〔2〕快速NOx：碳化氫〔CH〕等燃料在燃燒時(shí)分解，其分解后的中間產(chǎn)物和心

反喟生成NOx。

C3]KHNOx：熱料當(dāng)中的有機(jī)氮化合物在燃燒過程中氧化生成NOxo

氮來源反響介質(zhì)機(jī)理

空氣申N2腐燒產(chǎn)物熱力NOx

Hm分解的中間產(chǎn)鋤快速NOx

期科中NOx氧化區(qū)域〔高溫〕就料NOx

&2.2熱力NOx的形成

2.2.1熱力NOx的形成

1.捷里道維奇(Zeldovich)

空氣申N2在變、溫下氧化，為一組不分支的連負(fù)反響。

N,+O^=^N+NO(2—1)(Ek314KJ/mol,E.產(chǎn)OKJ/mol)

K-\

O+N?^TNO+O(2—2)[E2=29KJ/mol,E.2=165KJ/mol]

K-2

按限化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)可以寫出:

緝列=KJN"[0-KT[N0[N]+/UN0[a]-K_2[NO]Q](2-3)

at

經(jīng)計(jì)算代換可得出Zeldovich機(jī)理的NO生成速度表達(dá)式：

電挈=2(內(nèi)雙][。2]+(2-8)

但僅對(duì)氧氣濃度大，熟料少的貧熱慎溫?zé)釤m宜，對(duì)于熱料濃度過濃的時(shí)候，還

要考慮以下反響：N+OH^^NO+H(2-10)

,45420Q0

j?Zeldovich實(shí)驗(yàn)紿果：K=2K^K{=3x10exp(-)

RT

試中：[OHNHNO]—為濃度(gmol/cm3)

2.捷里道維奇機(jī)理的意義

〔1〕氮分子分解所需要的活化能較大，被故反陰心頓在高溫下進(jìn)展。

⑵某原子在整個(gè)班式反響中起活化能的作用

⑶由于生成NO的活化能較大，所以通常情況下氧原子首先與熱科中的可垓

成分在火明面上迅速反響，NO在火明面下游生成。

TNOTNO-

2060100t(ms)

A.=0.93B.^=1.00C。=1.20

丙垸與空氣的預(yù)混火焰中NO的生成

。為熟料與氧氣的當(dāng)量比。越大-CX讀小，為富熱火塔

3血生成與燃燒的溫度有很大的關(guān)系

T<1500t時(shí)，NOx生成量很少。

T>1500t時(shí),NOx生成量成指數(shù)增長(zhǎng)。

1500七時(shí)，每增加100七，反響速度增大6~7倍。

4熱力NOx生成量與氧濃度的關(guān)系

⑴在預(yù)混火格情況下

①在n<1時(shí)，nf->[02]tTO]t->TT->[N0]To

②在n>1時(shí)，nT->[02]t->[0]t->T1->[N0]J,o

③在n=1B1,[NOx]->max

oII

5.在tr取火明〔邊混合，口鬼燒〕

由于混合不良，81,NO達(dá)不到最大值，NOx最大值移到a>1的區(qū)域，

依混火格和擴(kuò)散火明NOx

NO平均濃度

NO濃度與過?？諝庀禂?shù)和停留時(shí)間關(guān)系

NO生成量

圖2—5不同溫度司停留時(shí)間，NO生成量與化學(xué)平衡的濃度關(guān)系

由圖〔2一5〕可以看出，在高湍區(qū)停留阻間增長(zhǎng)，或者啜高燃燒溫度，NO的生

成量招迅速到達(dá)其化學(xué)平衡濃度

7.總結(jié)

〔1〕影刖熱力NO生成量的主要因素是溫度，棄化濃度，高溫區(qū)停留時(shí)間。

〔2〕控2N0x生成量的方法:

①降低熱燒溫度水平,防止局部高溫。

②降彼熱燒室箱氣濃度。

③啜燒過程盡量在n>1的條件下進(jìn)展。

④縮瓶用燒產(chǎn)物在高溫區(qū)的停留時(shí)間。

有“過程

看火溫距

政：為了抑制NO生成，a.盡量降低爐溫水平。b.設(shè)法使?fàn)t溫度分布均勻化，防

止局部局溫O

2.加高溫區(qū)段的時(shí)間感響HO的生成量

如上圖,0.0U0.05秒,第1此段時(shí)間的主要因素:爐腌的冷卻能力,

爐即卜型，能5/V〔F一如膛壁面枳m2V一爐膛容枳m3)

F/Vi4,鳴河I壁血熱負(fù)荷小，以聊*口唧大

，火均高溫區(qū)停留時(shí)間常，生

成NO1小?！?/

10-1

3.混合特性時(shí)NO,生成曷肝篇響

10-2

一面混合

坤熱燒上”J陶式散域澆，

一面燃燒

10-3

爐NOx'fQ與過量空氣系我a有關(guān)，還與混合特性有關(guān)

髀小令的袍均九.指區(qū)域忠成的股量及辟子嗎》氧濃度偏差％

0=0.8J空氣增多

。=0.6

如圖，NO,生成速率與混合特性關(guān)系，S越小，偏差越小

⑴70時(shí),s讀小混合越好，各處當(dāng)量比接近。=1.0,火用溫度最高時(shí)，NOx

生成量最大，混合不良時(shí)，局部當(dāng)量比IK于平均當(dāng)量時(shí)，NOX生成量降低。

〔2〕。=0.8或者0.6時(shí)候?S故小，混合的越好,S越大，混合不良，可是局部區(qū)

域。接近于1.0-NO生成量增加?！不旌舷禂?shù)s=S]

。

同時(shí)熱料與空氣IP散混合好壞一＞翳響局部變溫和煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間。

⑴混合和快〔好〕燃誼很快到達(dá)了絕熱溫度，但換熱也快，煙氣在高溫區(qū)停

留時(shí)間縮短，NOx生成量降低。

〔2〕停留時(shí)間變長(zhǎng)，NOx生成量較大，（1由于混合好慢，使溫度峰值降低，便

溫度水平降低，擇低到一定的溫度以下時(shí),NO,的生成i減少。

4.滴流引起溫度的脈動(dòng)對(duì)NO生成速度的兼*。

即流動(dòng)一湍流一氣體組分豚動(dòng)和獷散混合一熱燒溫度脈動(dòng)

考慮溫度脈動(dòng)的NO生產(chǎn)速度幾乎為不考慮溫度脈動(dòng)的5倍。

&2.3快速NOx的生成

2.3.1快速NOx生成機(jī)理

1.快速NOX

在碳?xì)浠衔镬萘?，在堪料過濃區(qū)域，火餡面上已生成大量NOx,故稱快速NOx。

2特點(diǎn)

燃料過濃區(qū)域，空氣中N2分子生成

3機(jī)理

根據(jù)Fenimore觀點(diǎn)

〔1〕碳?xì)浠衔锶紵纸馍梢韵录瘓F(tuán)：CHCH2,C2

〔2〕與空氣中心分子反Ml〔破壞N2分子鍵〕

CH+N2=HCN+NCgN'—HCN+NHG+M=2CN

〔以上反叫活化能小，故反響快〕

(3)場(chǎng)燒時(shí),有大量的Q0H原子集團(tuán)形成，它3與中間產(chǎn)物H,NH,N等反響,

會(huì)形成NO公

HCN+OHUGV+H"

CN+O2UCO+NO

CN+O=CO+N

NH+OHHN+H,O

NH+O=NO+〃

N+OH^NO+H

N+O2^NO+O

4.實(shí)臉情況

如圖.CHJO2/N2火均中H等濃度，水溫分布圖：I

OH

摩

N

爾NO

數(shù)

HCm

％PP

O2

*

0.1

沿火

焰距m

05101520250

由圖可見：

a.的T的上升，首先出現(xiàn)H,在火用面到達(dá)最高值，隨后下降。

b.隨著H下降，NO生成量急劇上升。

另外研究證明：火焰中不僅有H,還存在NHi。他們對(duì)NOx的生成量有重要的作

用。

2.3.2次科與氧氣量比。對(duì)快邃NO,生成量的影喟〔如圖）

[NO]=BM.6/V=1.6一

1.當(dāng)V=1~1.4時(shí)，形成的NOx除有大盤熱力NOx外，

還有相當(dāng)?shù)目焖貼Ox

2.當(dāng)”>1.4時(shí)，火焰面幾乎沒有熱力NOx,快速NOx生成量。幾乎等于最高溫

度下NO的平衡濃度?！泊藭r(shí)次科濃度很大〕

3當(dāng)”>1.4隨著"的增加,平衡濃度減少，快速NOx也浦少。[即：0=1.4時(shí)，快

速NOx到達(dá)最大值〕

小結(jié)論：在任何溫度下，息存在某一當(dāng)量比時(shí)，快速NOx生成量達(dá)最大。

〔原因：一定的。下，喟加額燃料量，另外【目加CH化合物濃度,提高反響速度,

使中間氮化合物噂加。月一方面,由于02相對(duì)減丸有利于H向N2轉(zhuǎn)化，0

而快速NOX生成量反而減少。這使得⑤風(fēng)反響向逆向進(jìn)展，由此帶動(dòng)④式進(jìn)展,

進(jìn)而引起6迄逆反制發(fā)生。使用H轉(zhuǎn)化成N2,使因NCX生成量減少?！?/p>

2.3.3總結(jié)

1.快速NOx只有在比機(jī)高的溫度下才發(fā)生〔即：CH較多，02較低，故熱燒爐較

?。?/p>

2.要降低快速NOx生成量，2需保證供給足夠。2。

阻止①■③式進(jìn)展，減少中間產(chǎn)物N%,HEP可。

3.生成機(jī)理與熱力NOx不同，但與燃料NO,相近〔由于它只由空氣中N2轉(zhuǎn)化為

NOx因此不同攫料NOx〕

&2.3微料NOx的生成

2.3.1燃料NOx的形成

1.N在攙科中存在形式：N的原子狀態(tài)與各神碳?xì)浠祥肯嘟Y(jié)合,形成壞狀〔技

狀〕化合物。如未，碳策C5H5W芳香胺C6H5NH2等。

2.熱料中的N：結(jié)合維能量很小，燃燒時(shí)易介解，經(jīng)氧化反明生成大量的熱料

NOx

2.3.2燃料NOx的生成機(jī)理：

1.弗尼莫爾模型：

⑴預(yù)混火焰N-NO由兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)的過程而定

①熱料N高溫下分解含N的中間產(chǎn)物I〔,N,H等〕之后I與含負(fù)原子的化合物R

反響生成NO,其中R為10磯。2等〕

②中間反叫I與NO反響，使NO復(fù)原分解生成N2

I+RK、＞NO+....

用料NT||I+N°-^N2+???(2-21)此過程較快，兩反響活化能相差不大〕

2.反響過程及反響方程式：

P38~39說明表(2-2)

⑵擴(kuò)散火焰,其基元反喟與慎溫火焰一樣，但由于擴(kuò)散火焰中的局部不同,且反響

與混合同時(shí)進(jìn)展，故擴(kuò)散火明中，愁料N的夫局部在熟料過濃區(qū)域分解生成H,NH,

〔中間生成物I〕進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為此和!\10。

2.3.3燃料N轉(zhuǎn)變率〃、，的筋啕因素

熱料生成NO或復(fù)原生成N2。其速度與氮氧化物性質(zhì)，濃度,過制空氣系數(shù)，溫

度等因素〔兩反響過程，活化能相差很少〕

1.域料NOx的轉(zhuǎn)變率以

%:燃燒實(shí)麻生成的NO,與燃料N全部轉(zhuǎn)變成NO的[N0]max之比。

「二晶-.%

1kgN生成1.6NR13的NO,如物料量為B,加氣體枳為V

那么：L[NO]Ja=^I.6/V=1.6—V

2.熱料N轉(zhuǎn)變率外的影痢因素

〔1〕熱料含N量的影響

a：過剌空氣系數(shù)大時(shí),NO生成量隨攫料含N量的相加而塔加，但轉(zhuǎn)變率〃N下

降。

b：燃料過濃時(shí)，當(dāng)含N員僧加到一定濃度時(shí)，NO不再埴加且旭和,轉(zhuǎn)變率〃N下

悌。

燃料含噓對(duì)NO的影晌

①。=1.3時(shí)，辦，是下降的，熱料含N膽加一＞分解產(chǎn)物與NO反響增強(qiáng)，將NO

復(fù)原成4,因而〃'減少。

②。=0.8時(shí)，氧濃度及少，含N增加，NO生成量九相，不再增加，以下降。

〔2〕過2空氣系數(shù)。的影響

a：隨看儀的降IIL熱科NO生成量降低，時(shí)生成量轉(zhuǎn)變率急劇下降

b：當(dāng)。=°?7附近時(shí)，S=L4）域科N主要轉(zhuǎn)變成此

圖b中，移變率%在a=Q7時(shí)，或（a=L4）到達(dá)極小時(shí)，這說明熱利N主要

轉(zhuǎn)變成為N2O

燃料N

轉(zhuǎn)變率

全轉(zhuǎn)率

HCN

0.81.01.21.41.6

當(dāng)重比小(a減小)

說明：獷敢火均轉(zhuǎn)變率以〔在時(shí)〕較預(yù)混用燒低，原因〔機(jī)散不勻，局部

M有復(fù)原性反響，局部轉(zhuǎn)能率低〕但以附著增大而喟大。

⑶熱燒溫度影響

熱料N受溫度影陶很小，熟料熱斛湍度比火用溫度W。

3總結(jié)〔控制熱料NOx生的的方法〕

⑴場(chǎng)用含N低的熱料

⑵采用燃料過濃燃燒

(3)獷散燃燒時(shí)，抑制［料與空氣的混合

&2.4藻粉切燒時(shí)NOx的生成

煤粉熱燒：

〔1〕熱力NOx

’揮發(fā)分N:生成NO

〔2〕熱科NOx1焦炭N-NOi模型如下

-NO、

*■＞揮發(fā)分N

上其他

燃料

MJNO、

已燃焦炭

女-焦炭N匕％—M+其他

?未燃碳

故煤炭轉(zhuǎn)變成NOX的全部轉(zhuǎn)變率必

廿叼+（1-。）加2

其中：

a一燃料N釋放到揮發(fā)分得份額

用一揮發(fā)中，N向N。的轉(zhuǎn)變率

/—焦炭燃燒份額

%—焦炭N向的轉(zhuǎn)變率

2.4.1揮發(fā)分NO的生成

1.煤中NO的揮發(fā)

⑴含量：煤中含N量嶺25）%

[2〕存在形式：以氮化物存存〔氮原子狀態(tài)與各種碳氧化合咖和結(jié)合〕

〔3〕釋放過程：煤加熱到熱解時(shí)，N釋放但比揮發(fā)分希放要晚些

〔即當(dāng)揮發(fā)分釋放量占總重量10-15%以后，N釋放，制下局部存在焦炭）

2.煤氮在揮發(fā)分與焦炭之間的分配

與煤神，熱解溫度和加熱定度等因素有關(guān)

V，含量增加.

熱解溫度提高W釋放量增加

加熱速度提高

揮發(fā)分中氮化物增加,焦炭N相應(yīng)減少

〔b〕圖，改變煤粉匏度來改變加熱速率的情況〔c〕圖，。對(duì)釋放氮量無影響

3揮發(fā)分中氮化枷的成分

(1)主要是凡N%還有:NH,NM

〔2〕H,N%含量比N取決枯燥的揮發(fā)分還有N與碳?xì)浠衔锝Y(jié)合狀態(tài)有關(guān)。

煙煤：H>NH3劣質(zhì)介：N%為主

無煙煤：H,N%均很少

4.揮發(fā)分中NO生成機(jī)理

揮發(fā)分熱饒過程類ttl于氣*愁料的均根反響

揮發(fā)分,氮化合物技P39表〔2—2〕基元反響轉(zhuǎn)變成NO,

這些氮化合物是NO生成源，又是NO的復(fù)原劑,使NO轉(zhuǎn)變成必.同時(shí),但化合

物之間復(fù)合反響-N2,使NO減少

NO的生成：見P45,反響式不變

NO的分解:

NO+NHON/OH

NO+CH2UN+HW

NO+H2^^N2+H2O

N的生成:

NH+NHTN、+H、

NH+N^N2+H

實(shí)斥中:只有局部燃料N轉(zhuǎn)換為揮發(fā)分NO

〔典型的煤熱燒，①=0.7,溫度T=1670~177Q揮發(fā)分NO1占速料NO的60%~80%)

與熱力NOx,快速NOx相比：

一殷在揮發(fā)分釋放，與煤機(jī)著火區(qū)，大量生成NOx

原因：揮發(fā)分氮氧化物氧化反響活化能低〔比空氣中的4〕且NOx生成速度比

NO復(fù)原速度大。

5.決定揮發(fā)分NO生成量多少的因素

〔1〕著火區(qū)揮發(fā)分釋出量

2釋出量越多，燃料N的煙氣釋出越多，NOX多而修擇出量與煤和控制溫度有

關(guān)

二配：J=揮發(fā)分釋出量多->揮發(fā)分NO也多

控制溫度高J

〔2〕著火段中的負(fù)濃度

。2濃度增加,。發(fā)分NO墻加〔氧化反喟需要〕

燃氧當(dāng)量比中對(duì)揮發(fā)分ND份頡的影響

因此,著火段巾0,濃度增加，揮發(fā)分NO增加值赦少〔》濃度增加)，揮發(fā)介NO

得價(jià)弱增加。反之，。2濃度減少，且由于此時(shí)揮發(fā)分N得濃度較高，揮發(fā)分N

相互復(fù)合反響，對(duì)NO的復(fù)原反響增加，便NO〔揮發(fā)分〕減少。

在著火段中的運(yùn)行時(shí)間

①監(jiān)氣較多情況

悠科N群放一NO需反響時(shí)間，故在著火段進(jìn)展時(shí)間較長(zhǎng)，生成NOx增加

②富熟工況下

揮發(fā)分氮化合物的復(fù)原分解〔相互復(fù)合反響〕增弼，也需要一定時(shí)間。時(shí)間長(zhǎng)便

得NO和H.NHs充分分解,復(fù)合。鳴,那么揮發(fā)HNOx濾少。

2.4.2焦炭NO的生成

1.焦炭N的釋放

與N-C,N-H之間的結(jié)合狀態(tài)

〔1〕釋放情況有關(guān)

亦即與煤的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)

〔2〕可俯設(shè)

釋放速度，與焦炭熱用速度成比例

圖：焦炭中的氮隨燃盡率的變化

①焦炭中的N的析出量，隨著焦炭愁盡率的增加而增加

②潸度提高時(shí),焦炭析氮量增加

〔3〕焦炭含氮員與熱底率的關(guān)系

T=1200℃n=0.787

T=1400℃?=0.514

T=1500℃/?=0.413

2.焦炭NO的形成機(jī)理

兩種觀點(diǎn)

⑴焦炭中的N是與H形成折出，再氧化形成NOx

〔2〕焦炭中N,通過焦炭外表多相第化，直接氧化NOL濕特觀點(diǎn)

家化速率與焦炭燃燒速率成正比

dNc_N,.dw]

~dT~~W~dt~

即.M.吸.一焦炭中含Mg,焦炭重量

3.焦炭1\10=的生成速率的有關(guān)因素〔轉(zhuǎn)變率冶2,P43)

①焦炭中的含N量

■②氧濃度

影物仇的因素?③溫度

⑴焦炭N0=的生成速率

隨焦炭中含N量

增加而增加

氧濃度

〔但與揮發(fā)分相比，變化不大，即與混合特性關(guān)系不大〕

〔2〕溫度升高

焦炭中的N向NO轉(zhuǎn)變率%減小，但總的NOx是埴。的

原因：T提高時(shí)，焦炭熱京率增大〔便盡比用提高〕因而總量NOx墻加

〔3〕說明：顆粒外表氧化濃度〔或氧氣分壓力太小〕

與顆?？湛讟?gòu)造，顆粒反響外表根相關(guān)〔因反響時(shí)，外表積是變化的，fflNOx

的生成量也總要變〕

4.焦炭NO,與揮發(fā)分NOx生成的比損

在空氣過剩的條件下，揮發(fā)分NOifl速博力口，而焦炭NOig加較少

原S

〔1〕形成反響區(qū)域不同，焦炭NO在火將尾部生成〔因焦炭N生成NO的反響活

化能較碳熱燒反響活化能大〕故氧濃度低，且顆粒因丁較高而熔結(jié)，空孔閉合，

反用外表枳減小〕

〔2〕焦炭外表及CO對(duì)已生成的NO產(chǎn)生復(fù)原分解作用使NOX減少。

NO+aC.0.5華+（20-1）。。+（1-二）。。2

反響機(jī)理說明〔詳見P49：

一個(gè)碳原子化合吸附氧原子，生成表面復(fù)雜物O-C

〔另一個(gè)碳原子化合吸附氮原子較弱，隨后快速擴(kuò)散，N原子結(jié)合成N2

而0-C外表復(fù)雜物分解成COfUCO2

假設(shè)有復(fù)原性氣體〔H2,CO）,它將與外表復(fù)雜制反H生CH2OQO2,使NO下

降。

&2.4.3爐NOX生成特性

1.爐NOx生成機(jī)理

爐熱燒的三個(gè)階段

⑴初始階同：溫度低，反響十分緩慢，NO的生成成分［R少

(2)揮發(fā)分釋出并著火階段:溫度急劇升高,氧濃度大,NO的生成和分解進(jìn)展的

很快。NO的生成很快，因而［NO］急劇生m。當(dāng)Tmax時(shí)，［NO］最大

⑶焦炭熱盡階思，［0力被丸不斷生成焦炭NO,?EfiNO,被焦炭復(fù)原分解而

逐漸減少，生成大量N2.

NO生成過程燃料晌NO和N2的轉(zhuǎn)變率

〔4〕總結(jié)

①薜發(fā)分NO是燃料NOx的主要組成局部，為燃燒初始階段形成。

〔熱燒運(yùn)行工況籽影劇揮發(fā)分NO、的多丸即可改變運(yùn)行狀況，或改變熱燒的設(shè)

it來控制悠料與空氣的混合理度「焦炭NO在火稻尾部生成，域料與空氣R混合

在一起。改變?nèi)剂狭繉?duì)NO的影響不大，焦炭NO不易控制〕

②焦炭NOx轉(zhuǎn)變率秋低,且總的燃料NOx轉(zhuǎn)變率外也只有20~32%

原因〔焦炭可將NOx復(fù)原分解，使NOx生成量減少〕

2.影響燃料NOx的轉(zhuǎn)變率加的因素〔NOx的生成特性〕

燃料含N量

揮發(fā)分

＜過?？諝庀禂?shù)

燃燒溫度

〔1〕熱料含N量

含N量增加,使NOx增加，但轉(zhuǎn)變率〃"降低,如

⑵揮發(fā)分

時(shí)，"墻虬那么堪轉(zhuǎn)變率越大

a<1時(shí)（富燃），V，迅速著火燃先，局部a很小，不利于N—NO,故轉(zhuǎn)變率降低

a=0.87；"260℃時(shí)

揮發(fā)分迅速四境，便a〔同部〕減小,使N向NO轉(zhuǎn)化率降低

燃煤揮發(fā)分對(duì)轉(zhuǎn)變率的影響

〔3〕火格溫度T

如圖三種煤，含N量很接近，揮發(fā)分不同

①對(duì)于低揮發(fā)分煤，T時(shí)轉(zhuǎn)變率〃N翳響不大

②對(duì)于訂煤

溫度增加，〃N明顯招大〔隰即當(dāng)丁時(shí)，揮發(fā)分多，雖然揮發(fā)分轉(zhuǎn)變率外減少,

但熱料中生成的NOX大大埴力口了?！?/p>

③焦炭NO也隨火焰溫度m旭加而相加

〔4〕過剩監(jiān)氣系數(shù)。

0>1對(duì)于揮發(fā)分煤，其特變率也較大OC

過剌空氣系數(shù)

3.爐各抻機(jī)理生成的NOX比例及有關(guān)因素

(1)比例

在。>1的燃燒工況下，在局部區(qū)域也可能存在富集熱境〔&<1〕

故也有快速NOx生成，生成時(shí)間外，生成量?jī)H占NO,總量5%以下，可忽略。由

于噌料域燒時(shí)。

①嚶科與空氣的混合情況翳響周圍的熱力化學(xué)環(huán)境，如溫度，氧濃度等

②此外,煤機(jī)爐。，爐除用條件會(huì)影響熱力NOx與域科NOx的比例

一般的,在煤粉火焰中,燃料NOx為占75~80%,熱力NOx約占20%左右。

〔2〕影用熱力NOx,熱料NOX的因素

①爐溫

福如的工況中，爐最高溫度〃ax=1500~2100K與煤抻燃燒工況有美

a;熱用煙煤，重油，天然氣中，T較高，熱力NOx比例蒙大,

Tmax

b:就用相煤,其他劣質(zhì)煤,爐洞較低，熱力NO,較少，博科NO,較多

c:快速NOx一般物很少

由圖可以看出T<1500K以燃料NOX為1

T>1900K熱料NOX比例很小

T>2200-2300K燃料N對(duì)NOX已無影響

d;加溫

不僅與燃料有關(guān)，且與鍋爐容旱，容積熱負(fù)荷％和過利空氣系數(shù)。等因素有關(guān)

設(shè)計(jì)狷爐時(shí)，原IK學(xué)者西加爾提出了即NOX生成量的經(jīng)歷公式〔將NO轉(zhuǎn)換成

NO2]

m=oj6D；；/VVg/M

a-容積熱負(fù)荷，MW

0〃-爐膛當(dāng)量直徑，相

②過?？諝庀禂?shù)>

0.81.01.20.81.01.20.81.01.2

燃煤火焰中a對(duì)NOx的影響

a對(duì)熱科NOx和熱力NO都有影響：

a.當(dāng)口開場(chǎng)借力H,熱科NOx增加，a>33NO逐漸下降〔由于爐溫下降〕

b.但燃料NO隨著口的增大而一直上升

故：總的N0隨著口的增大肉煙加，而后逐漸趨于半線

為降低NO,最好使口接近1.0條件下然燒，（i應(yīng)使必不增加，排煙中有毒物不

增力口〔未，花等化合物〕;

③嘿煤性質(zhì)的影刖

式燧煤揮發(fā)介:口埴加,著火提前，溫度峰值提高，燃料NO,提高，?ftNOx?

加，被總的NOxH^ig加而增加。

b;含N量

含N量增加時(shí),就料NOx增加,熱燒效率是減少的，熱力NOx那么很少變化,散

總的NO轉(zhuǎn)變率是下降的當(dāng)溫度提高時(shí),那么使NO大致平行移動(dòng)，NOT加,如

圖P56圖〔2-29〕

c;熱煤水分

水分增加,著火延遲，揮發(fā)分混合憎強(qiáng),著火處氧濃度增施那么JK料N時(shí)間長(zhǎng),

NO反響充分。水分增加，發(fā)熱量降低，爐溫度水平與蜂值降低，熱力NOX減少。

前者的筋璃較大,故總的NOXHi水分的增加而增加,

d煤粉細(xì)度的影響

煤粉越卵，被加熱得甚快，爐溫度峰值和T提高，因而熱力NOX提高。另外，

釋出的揮發(fā)分增力H,域用率易與空氣混合，此外熱料NOX增加，總的NOX是博

加的。但如采用低氧或燒，那么NOX總是減少的〔細(xì)煤粉〕

e.空氣對(duì)熱溫度的影響

提高空氣預(yù)熱溫度，煤粉著火提前，爐溫塔加，熱力NOXi目加，另外提高T會(huì)

便揮發(fā)分大量折分,從而蔓揮發(fā)介NOX一加。見圖［2-2JP58

第三章低NOx燃燒技術(shù)

低NOx熱燒技術(shù)的主要途徑

1.減少燃料周圍的氧濃度

①減少a

②減少一次用量和揮發(fā)分速用前用料與二次風(fēng)的摻混〔減少總風(fēng)量〕〔減少著

火區(qū)段的某濃度〕

2.在2的條件下:2持足夠的悠燒時(shí)間

N」電一生成NQ

N，Tf反應(yīng)；還原分解

3.靜溫度峰值，從而減少熱力NO、如：降低熱貝溫度，煙氣再俯吊

4.參加復(fù)原劑：復(fù)原劑生成CO,N%,H可使NOx分解

具體應(yīng)用方法：

1分級(jí)盤燒2.再就燒法3.濃淡偏差熔燒4.低氧攙燒5.煙氣再循環(huán)

&3.1分級(jí)燃靛

3.1.1分級(jí)煬燒原理

分級(jí)（兩線）m

將熟料用空氣分兩階,送入

一階段：80%理論空氣量送人缺皆一》生成CO,饞*|N分解成大量HN,H,,NHi

而復(fù)合反應(yīng)生成N?

抑制燃料N。,的生成

〔1〕或?qū)⒁焉蒒Q還原分解

〔2〕由于缺氧燃燒，燃部速度，溫度降低，使得熱力NOX下降

二階段：制余局部以二次貝形式送入，熟料在空氣過鉗區(qū)撥盡，此時(shí)由于Tttf,

因此不會(huì)形成較多的NOx,因而總NOx是降低的。。(3-2)為分N而不分段時(shí),火

將溫度峰值變化情況。

2分級(jí)燃燒分類

燃燒室的分段燃燒

‘單個(gè)燃燒區(qū)的分段

〔1〕用燒室的分級(jí)燃燒

a.構(gòu)造如圖

I燃燒口進(jìn)入80%的空氣

ii剌余局部從上部俱入

b.熱燒室分段NOX

降低的效果

a尸0.8時(shí)，NOX生成量比一般熱燒工況降低50%.

NOx濃度與第一級(jí)a的關(guān)系

〔2〕單個(gè)燃燒的分級(jí)域修

內(nèi)分級(jí)混合

分類）

外部分級(jí)混合

a分級(jí)混合

二次風(fēng)分成兩股，更道送入二次風(fēng)，外更道送人外二次貝

3

2

1

2

3

內(nèi)吾階級(jí)混合

外部分級(jí)混合

b.外分級(jí)混合

局部二次風(fēng)從主火阻周圍的空氣噴口送人，形成分級(jí)

圖中，I—為富燧區(qū)II—燃用區(qū)1—風(fēng)分混合物2—二次網(wǎng)3一外二次

風(fēng)

3分級(jí)就燒降低NOX的原理示意圖

兩級(jí)熱燒，4個(gè)區(qū)幀：

4個(gè)區(qū)域的說明：

區(qū)域1：揮發(fā)燃燒區(qū)

揮發(fā)分中N+02f揮發(fā)分NO

區(qū)幀2：生成復(fù)原性區(qū)域中

碳?xì)浠衔?C—^TCH，G等基團(tuán)

CHTNOTNH?+CO

G+NOTCN+CO

區(qū)域3：集碳燃燒區(qū)：焦炭中N熱燒生成NOX即焦炭中的N+02-焦炭N°

區(qū)域4：NO的減少區(qū)

區(qū)域2生成的NH,CN,CO等氣相產(chǎn)物

＞對(duì)可。還原性分解

焦炭

NH+NOTN/OH

OV+NOfM+CO

CO+NOfgw+co

C+NOfCO+^N,

2-

總結(jié)：熱燒四階段，使NO,降低40%

的火將根部%的降低而降低，但四進(jìn)一步降低對(duì)NO,反而墻加〔綜合常用麴燒

四分級(jí)與慰燒室分級(jí)，NO：可降低60%以上，另外回火的周圍為氧化氣氛一可防

爐膛結(jié)渣腐饞〕

3.1.2分級(jí)燃燒設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題

1.偏離率的選擇

〔1〕偏陶率：指分級(jí)掘燒時(shí)，二次風(fēng)量占總匣氣量的百分比一即二次腳量大小

〔2〕182率的次南:

a偏離率越大,四越小,摸料越濃，NOx減少。|0NH3,H水焦炭中的N卻增加°

b.d5：。之°?75時(shí)，氣相含氮化合物中(77?N=M9**CN+AW3)NO是主要的，此

時(shí)％‘0?耐'生成大量NH$,H濃度大于NO,〔它H對(duì)NO的復(fù)原,多余又氧化成

NO,且焦炭中N也」田品少而顯著增加,因而總的NO增加〕

c.在某一四值〔或某一偏離率下〕NOx排放量最少

一般取%=0.75:0.80

排放NO

分級(jí)燃燒時(shí)，口0排放值與第一級(jí)

過?？諝庀禂?shù)al的關(guān)系圖

2.二次貝噴口位置確實(shí)定如圖(《=。8a=L2)

r

〔1〕二次凡送人位置裱遠(yuǎn)，那么NO大力減少

〔因生成大量復(fù)原性氣體水未攫碳粒將充分對(duì)NOX復(fù)原分解〕

〔開場(chǎng),稀釋使NOx減少，此后增加〕

⑵進(jìn)一步增加時(shí)間NOx不會(huì)繼續(xù)下降

因量悒和狀態(tài)，而CO的復(fù)原性氣體和可用物卻大大增加，如P370(3-9X3-10)

〔3〕二次風(fēng)應(yīng)在第一股物燒根本氣成時(shí)送人

空氣條件下測(cè)量的N。,總量］二者之差為執(zhí)力可。

說明：在AJ。2/CO2條件測(cè)得為燃料NOJ"

如二次凡送人位置讀遠(yuǎn)，生成的主要為燃料NOx

〔因溫度水平降低〕圖〔3-11〕P73

3節(jié)渣腐蝕和可懋物損失

⑴原理

a.站造一般燃燒區(qū)復(fù)原性氣體，灰熔點(diǎn)降低〔到為100~12073］與爐盤接觸會(huì)

導(dǎo)致結(jié)渣。火苗拉長(zhǎng)一加速燒組織不好一即膛出口受熱面結(jié)適〔過熱的超溫)

b.腐蝕，復(fù)原性氣氛:

硫化物型腐蝕：粉沾附后，黃鐵礦分解原子硫不可全部氧化

器*-＞緩慢氧化-＞FeQ

-＞與金屬反應(yīng)-＞FeS

酸fKq凝結(jié)＞厚壁怨：＞M2so.

硫酸型腐化：煤燃燒-

通過此層-＞向厚壁擴(kuò)散與氧化保護(hù)層「《3。4反應(yīng)

分解SQ與煙氣中5。/

C.可尬物損失:

分級(jí)燃燒增加c°與還原性氣體一%增加

…燃料與空氣混合緩慢-燃燒速率下降一燃燒時(shí)間增加一%增加

見P73頁，圖(3-12)

在心處，［相當(dāng)于爐膻出口〔3.5S〕］分級(jí)用燒，熱用率降低

〔2〕措施

結(jié)清腐蝕一改良燃燒口，在即形成氧化性氣氛，防止復(fù)原性氣氛一接觸即膻

可燃物損失一＞提高肆粉細(xì)度，改善氣粉分配均勻性，延長(zhǎng)時(shí)間

⑶煤粉細(xì)度翳響

不分級(jí)時(shí)：提高煤粉細(xì)度一使N0、增加(加熱速率增加，釋N率增加，NO增加)

分級(jí)時(shí)：提高燥粉細(xì)度-＞耗氧加快t富燃條件下較多的CH某團(tuán)使M),還原性為N,.NO減少

分級(jí)燃燒時(shí)煤粒尺寸對(duì)NOx的影響圖

〔4〕二次用噴口位置確實(shí)定

與NOx下降，碳熱用率，如膛出口加溫有關(guān)。二次貝噴口位置H增加，延遲送人

二次貝，NOx下降，炫用率下降，出口湍度上升。甚至于結(jié)清，及熱器超溫。

原聯(lián)研究有,

NQ的降低率〃

7=440(A7°5-3V%)[0.616-(035%+0.4『]直流燃燒口

%一燃燒口內(nèi)過?？諝庀禂?shù)

V%=a；-(a，+V%)

Z，v%-爐膛出口水漏入爐膛的過?？諝庀禂?shù)

另外，揮發(fā)一大小對(duì)H也有影響。

低廠的H值很小,高WfflH值大,根據(jù)經(jīng)歷公式(3-13)

&3.2再煬燒法

3.2.1原理

1.將域燒分為三個(gè)區(qū)幀〔機(jī)念〕

一次熱燒區(qū)：氧化或值復(fù)原性氣敏(gi)

第二熱燒區(qū)：二次燃料送入復(fù)原性氣敏(a<1)

〔再燃燒區(qū)〕生成碳?xì)浠衔锘鶊F(tuán),展次區(qū)N0-N2

垓用區(qū)：送人二次貝(a>1)使垓料完全盤燒〔再撥燒法，也稱為三級(jí)盤燒，或堪

科分級(jí)〕

(b)

2.化學(xué)方程式表示

_次集燒區(qū)：生成伽NO,SSO皿

二次龍燒區(qū):

〔再熱燒區(qū)〕，生成的CH基四

CH+NOTXN(NH、+NO+HCN)

XN+NOTN/XH

復(fù)原區(qū)：可以在NO復(fù)原網(wǎng)此〔作用：主要的70—90%NOx復(fù)原此〕

此外，也產(chǎn)生NR的氮氧化物〔次要的〕

⑴場(chǎng)盡區(qū)

XN氧化成NO或X

M/j+O?-＞生+也0

NH,+O「NO+Hq

說明:C%作燃料再參加C%,NOx大大下降。進(jìn)入燃盡區(qū)后，NOx有所喟加。

3.2.2再燃燒法的復(fù)原作用有關(guān)因素

反應(yīng)溫度

,初始NO的濃度

＜反應(yīng)時(shí)間

還原區(qū)過?？諝庀禂?shù)

初始溫度〔NO,〕〔一次然燒區(qū)出口NOx大小〕

一次熱燒區(qū)出口〔NO、〕的大小對(duì)NOx總排放量影酌不大〔但要求一次熱燒區(qū)。減

至最小〕

一次燃燒區(qū)〔NOx〕p對(duì)NOx總排放量的影響

2.復(fù)原區(qū)過剌空氣系數(shù)a?〔或二次燃料份額門的影響

如圖〔3-17〕當(dāng)二次燃"份額f為某值時(shí)，一次燃燒區(qū)〔NOx〕最少即使一次

燃燒區(qū)-變化，上述規(guī)律不變。只改變一次燒燒區(qū)〔NOx〕絕對(duì)值第二次域燒量

與輸入總熱量的110~20〕％或復(fù)原區(qū)域0€k％7~1.0龍均區(qū)(NOx),PPm排量不

復(fù)限區(qū)a2對(duì)NOx排放量的影響圖

3.二次燃燒性質(zhì)的影響

理論上，煤粉燃燒時(shí)，二次燃料可以為同一煤種。由于在爐頂引人，亦可采用油,

氣體燃料或其他煤種。停留時(shí)間外一宜采用易著火熟料，固體SI1V「易磨細(xì)煤。

含氮低一減少NO的排放一天然氣最宜，含氮少熱量高，易熱燒，易著火。

4.復(fù)原區(qū)溫度和停留時(shí)同

復(fù)原反響正常進(jìn)展，需一定的沿度和時(shí)間。T也高，T停留時(shí)間延長(zhǎng)，夏原城充

分，NOx降低最多。從停留時(shí)間看，似乎將二次熟料從接近主卷燒口地方送入。

但一次熱燒區(qū)縮短，降低就用率過剌氧進(jìn)入復(fù)原區(qū)，焦炭N增多，域用區(qū)生成

較多的NOx.

據(jù)實(shí)聆:送人處T21200t,復(fù)原區(qū)停留時(shí)間為0.4-1.5S。燃用區(qū)應(yīng)很快混合，

時(shí)間0.7-0.9S,保證用用。

5.燃料愁用率與頭項(xiàng)電用網(wǎng)髭

再撤燒法起初想用很好，但送人二次攜科后，四盡率實(shí)醉。見P75圖〔3-12〕

要熱盡那么與燃盡區(qū)。有關(guān)。

實(shí)際應(yīng)用：在已有鍋爐上利用再次燒凍，改造工作很大，不易保證溫度與混合條

件。便煤粉借用，一般可考慮用油或煤氣作二次燃料。

可糠少NOx〔20-70)%

&3.3低靠■族

3.3.1定義

出氧鬼燒：是在爐。較低的工況下的燃燒情況

工作特點(diǎn)：

1〕低。燃燒，可使NOx減少，俳煙熱榻失也減少，效率增加。

見圖〔2-3〕P31P47見國(guó)［2-28)中，NOx的最大值在。＞1區(qū)間。

低。時(shí)，CO,Hm煙等有害物質(zhì)也在增加，飛灰可燃質(zhì)增加，效率反而降低。

3.3.2熱燒口的位置不同或不同鍋爐，0〔低氧就燒〕對(duì)NOx的第明

1.不同鍋爐，夕對(duì)NOx的影痢不同，低熱燒附，NOx也不同。

（煙氣中02濃度%）

燃燒器布置方式不同時(shí)a對(duì)NOx的影響

’前墻布置：氣流擾動(dòng)差，混合不均，a影響大。

a對(duì)NO、的影響.

8角切圖布置：氣流旋轉(zhuǎn)f燃料與空氣混合均勻。

防止局部。過大,因。的變化對(duì)NOx的影響小。

2.容量不同：a對(duì)NOX及Cfh的影響

容量越大,對(duì)NOx及Cfh的影響也小。

實(shí)際上對(duì)于每臺(tái)綱爐，總有一最終的，便怦經(jīng)濟(jì)性較高，而NOx的排放較低°

P82P[3-20）那2為:50MW的機(jī)組調(diào)試的結(jié)果。

a

a與NOx排放量和我爐經(jīng)濟(jì)性〔飛灰含碳量〕關(guān)系圖

1—200MW2—50WM

從圖可以看出

a=1.25?1.30(相當(dāng)于02=4.2?4.9%,經(jīng)濟(jì)性較高，NQ較低)