工业燃煤锅炉常用的低氮燃烧技术分析
燃煤锅炉低氮燃烧改造技术原理及方案
目录
• 引言 • 燃煤锅炉低氮燃烧技术原理 • 改造方案 • 实施步骤与注意事项 • 改造效果评估与优化建议 • 结论与展望
01 引言
背景介绍
随着我国经济的快速发展,能源需求 持续增长,燃煤锅炉作为主要的能源 供给设备之一,其排放的氮氧化物对 环境造成了严重污染。
注意事项
安全第一 质量保证 遵守法规 专业协作
在改造过程中,始终把安全放在第一位,确保施工过程不发生 安全事故。
确保改造工程质量,选用优质的材料和设备,严格把控施工工 艺。
改造过程应遵守国家和地方的相关环保法规,确保改造后的锅 炉氮氧化物排放达到标准。
充分利用专业人员的知识和经验,特别是在方案设计和技术实 施阶段,确保改造方案的科学性和可行性。
调整一次风和二次风比例
通过调整一次风和二次风的配比,控制燃料燃 烧过程中的氧气浓度,降低氮氧化物生成。
优化炉膛结构
改进炉膛设计,使炉膛内温度分布更加均匀,提高燃烧效率。
方案三:燃料分级燃烧技术
01
燃料分段燃烧
将燃料分成多段进行燃烧,降低 燃烧区的温度,减少氮氧化物生 成。
引入再燃区
02
03
优化再燃区结构
通过将燃料分成不同的阶段进行燃烧,降低氮氧 化物的生成。
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状
国内外在低氮燃烧技术方面都有一定 的研究,但技术路线和应用情况有所 不同。
发展趋势
随着环保要求的提高,低氮燃烧技术 将更加受到重视,未来将有更多的研 究和应用。
03 改造方案
方案一:燃烧器改造
更换低氮燃烧器
通过更换低氮燃烧器,降低燃烧过程中氮氧化物的生 成量。
浅析低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用
浅析低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用摘要:燃煤锅炉是NOx的排放大户,NOx的排放会对人体健康及生态环境造成危害。
为保护环境,我国要求控制燃煤锅炉NOx的排放。
本文对NOx生成特性及控制机理,国内外低氮燃烧器技术的特点进行了概述与分析,通过对燃烧器进行改造,NOx减排率均达到43%以上,改造效果明显。
关键词:燃煤锅炉;低氮燃烧器;氮氧化物;锅炉效率1 引言目前,燃煤锅炉脱硝技术研究主要集中在燃烧中和燃烧后的NOx控制,在国际上把燃烧中NOx控制措施统称为一次措施,把燃烧后的NOx控制措施称为二次措施,又称为烟气脱硝技术。
本文主要介绍在燃煤锅炉燃烧过程中常用的几种低氮燃烧技术及需要注意的几点问题。
2 NOx的生成机理按照NOx生成机理的不同,可将占NOx分为三种:燃料型、温度型、快速温度型。
燃料型NOx是指燃料挥发分中的氮受热分解和氧化产生的,其生成与煤质特性及燃烧条件密切相关,这部分NOx占NOx总量的80%-90%。
控制燃料型NOx生成量的方法,是在燃料着火的初期,控制其过量空气系数,保持煤粉在着火初始阶段处于缺氧状态。
温度型NOx主要是指在超过1800K的高温下,空气中的氮发生氧化反应,火焰温度越高,NOx的生成量越多。
温度型NOx占NOx总量的10%-20%。
控制这部分NOx的手段是使燃烧处于较低的燃烧水平,并且保持火焰温度分布均匀。
快速温度型NOx主要由空气中的氮和燃料中碳氢化合物,首先在高温下反应生成中间产物N、NCH、CN等,然后与氧快速反应,所形成的NOx。
这部分NOx占NOx总量的5%。
3 低氮燃烧技术3.1 燃烧分级技术燃烧分级技术是在主燃烧器形成初始燃烧区的上方喷入二次燃料,从而形成富燃料燃烧的再燃区,当NOx进入该区域时将被还原成N2。
燃烧分级技术为了保证再燃区的不完全燃烧产物能够燃烬,需要在再燃区的上面布置燃尽风喷口。
燃烧分级技术的关键因素是改变再燃烧区的燃料与空气的比例;存在的问题是为了减少不完全燃烧损失,需加空气对再燃区烟气进行三级燃烧,因此配风系统较复杂。
燃气锅炉低氮运行技术研究
燃气锅炉低氮运行技术研究摘要:近年来,国家大力推进清洁空气计划,对锅炉大气污染物的排放标准也越来越严格。
为深入贯彻国家生态文明思想,积极践行绿色发展理念,本文对比论证了多种锅炉低氮运行方案的优缺点,结合国内燃气锅炉使用现状,提出了具有普遍适用性的指导意见。
关键词:燃气锅炉;低氮运行技术;控制方案1必要性分析2016年12月25日全国人大审议通过了《中华人民共和国环境保护税法》,并于2018年1月1日实施。
相关部门根据我国实际情况,制定了十三五节能减排目标,出台了一系列支持节能减排的政策和措施。
全国各地纷纷对大气污染物的排放标准进行修订,特别是大幅提高了锅炉氮氧化物(NO X)的排放限制,其严厉程度达到甚至超过了发达国家锅炉烟气排放标准。
实行低氮燃烧器改造,可以满足国家对于清洁生产、节能减排的政策需要,也可以对环境起到保护作用。
2NO X的定义氮氧化物是由氮、氧两种元素组成的化合物。
常见的氮氧化物有五氧化二氮(N2O5)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化氮(NO,无色)、一氧化二氮(N2O)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。
作为空气污染物的氮氧化物(NO X)常指NO和NO2,NO占总体积的90%左右,NO2占5%-10%。
3NOX的危害氮氧化物吸入人体可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。
氮氧化物不仅是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,也是破坏大气臭氧层、造成温室效应的主要污染物之一。
随着近年来我国经济快速发展,氮氧化物的排放量也在逐年增加,降低氮氧化物的排放对生态环境及经济社会具有现实意义。
4NOX的生成机理化石燃料燃烧中,根据NO X的产生机理可将其分成3种类型:热力型NO X、快速型NO X和燃料型NO X。
(1)热力型NO X:燃料在炉膛内燃烧时,空气中的N2在高温下与O2发生反应产生NO X。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
179电力技术1 引言 根据《中国能源大数据报告(2018)》显示,在我国能源消费结构中,虽然煤炭消费十年间占比下降了12.1个百分点,呈现逐年下降趋势,但在2017年能源生产结构中,原煤占比68.6%,仍占据主体地位。
燃煤锅炉中煤炭的燃烧会释放大量污染性气体NOx,造成严重环境污染。
国家污染物排放标准规定NOx的排放量应不超过250μg/m3(日均)、350μg/m3(时均),因此,对燃煤电厂中产生的NOx量需要严格控制。
在燃烧过程中,采取低氮燃烧技术,可以有效减少NOx 的生成与排放。
2 NOx生成机理 煤粉在锅炉里燃烧的过程中,NOx的排放与燃烧过程关系密切,特别是过量空气系数和燃烧温度等,根据燃烧条件的差异可以分为燃料型、热力型、快速型三类。
2.1 燃料型NOx 燃料型NOx是人为排放NOx的一个重要组成部分,据统计,燃料型NOx在NOx排放总量中所占的比例为75%以上。
影响燃料型NOx生成的因素很多,不仅与过量空气系数有关,也与燃烧温度、煤种特性、燃料中的氮受热分解后在挥发分和焦炭的比例、成分和分布等因素有关。
2.2 热力型NOx 热力型NOx中的N主要来自于空气,与O2在高温下反应生成NOx。
热力型NOx占比例较小,约为20%。
影响热力型NOx生成的因素主要是温度和氧量。
2.3 快速型NOx 快速型NOx生成量通常占总NOx的5%以下,主要由燃料中的CH基团和空气中的N2反应,一般在富燃(燃料充足,O2含量少)条件下产生。
由于反应速度较快,所以称之为快速型NOx。
其影响因素主要是O2浓度,和温度关系不大。
3 低NOx燃烧技术3.1 燃料分级燃烧技术 将燃烧分为主燃烧区、还原区、燃尽区三个区域。
主燃烧区也称一次燃烧区,在此区域内降低氧浓度,堵住部分二次风管,使其保持弱还原性或氧化性气氛。
NOx的生成机理表明,NOx主要生成在高温,氧含量高的区域,采取上述措施后,在主燃烧区由于氧量不足,温度和燃烧速度都下降,从而抑制了热力型NOx 的生成,同时由于氧气含量低,N2的形成将会加强。
低氮燃烧技术在锅炉中的应用及优化
低氮燃烧技术在锅炉中的应用及优化随着我国工业快速发展,各行各业都在追求更高效、更环保的生产方式和能源利用方式。
其中,锅炉作为能源重要的转化设备,其燃烧技术也面临着新的挑战。
低氮燃烧技术作为燃烧技术的一种新兴技术,在锅炉中的应用也越来越广泛。
一、低氮燃烧技术的定义及发展低氮燃烧技术是将空气、燃料和氮气按一定比例混合,使燃料在高温下发生完全燃烧的同时,尽可能地减少氮气和空气的反应,尤其是减少氮氧化物的生成。
因为氮氧化物是空气污染的主要成因之一。
低氮燃烧技术的发展经历了多个阶段。
最初的低氮燃烧技术是通过增大空气过量系数、喷孔、改变油枪结构等手段,减少氮氧化物生成的技术。
随后,经过不断的技术改进和完善,基于先进的反应动力学的计算和模拟,出现了低氮燃烧技术的第二代,其最大的特点是采用了强制混合的方式,将气、液燃料和空气混合均匀,以达到更低的氮氧化物生成。
再以后,出现了基于计算流体力学(CFD)的模拟与应用,可以更准确地对燃料和空气在燃烧室内的流动和混合进行分析和模拟。
当前,随着科学技术的不断进步和完善,低氮燃烧技术又迎来了第三代技术。
它主要面向低氮燃烧技术关键科学问题及环境控制技术等重要应用,基于复杂非线性动力学系统模拟分析和多学科交叉融合,探索了关键技术和组件,使得低氮燃烧技术取得了更大的进步。
二、低氮燃烧技术在锅炉中的应用低氮燃烧技术不仅可以应用于家用燃气锅炉,也可以应用于工业锅炉。
工业锅炉的燃料种类多样,而低氮燃烧技术更具有普适性。
例如,低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用。
通过采用低氮燃烧器等一系列技术手段,适当调整锅炉燃烧的氧气含量和温度,以及在锅炉前后增加SCR(选择性催化还原)等脱硝装置,最终可以大大降低燃煤锅炉中的氮氧化物排放。
同时,低氮燃烧技术还可以提高锅炉的热效率,降低废气排放温度,减少燃烧产物中的可燃性气氛,从而避免空气污染。
三、低氮燃烧技术的优化低氮燃烧技术在锅炉运用中,还需要通过不断的优化和改进,进一步完善特殊燃料、型号、和工况适用常规设计外的技术模型、运行参数与实践经验,提高低氮燃烧技术的实用性和适用性。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术目前我国能源消费结构仍以煤炭为主,因此需要对燃煤过程中产生的污染物进行控制。
在燃煤锅炉中,氧气和空气以及燃料中的氮在高温下生成NOx,对环境造成严重污染,本文介绍了在燃烧过程中控制NOx生成的低氮燃烧技术,和几种低氮燃烧器,以降低燃烧过程中的NOx含量。
标签:燃煤锅炉;NOx;低氮燃烧1 引言根据《中国能源大数据报告(2018)》显示,在我国能源消费结构中,虽然煤炭消费十年间占比下降了12.1个百分点,呈现逐年下降趋势,但在2017年能源生产结构中,原煤占比68.6%,仍占据主体地位。
燃煤锅炉中煤炭的燃烧会释放大量污染性气体NOx,造成严重环境污染。
国家污染物排放标准规定NOx的排放量应不超过250μg/m3(日均)、350μg/m3(时均),因此,对燃煤电厂中产生的NOx量需要严格控制。
在燃烧过程中,采取低氮燃烧技术,可以有效减少NOx的生成与排放。
2 NOx生成机理煤粉在锅炉里燃烧的过程中,NOx的排放与燃烧过程关系密切,特别是过量空气系数和燃烧温度等,根据燃烧条件的差异可以分为燃料型、热力型、快速型三类。
2.1 燃料型NOx燃料型NOx是人為排放NOx的一个重要组成部分,据统计,燃料型NOx 在NOx排放总量中所占的比例为75%以上。
影响燃料型NOx生成的因素很多,不仅与过量空气系数有关,也与燃烧温度、煤种特性、燃料中的氮受热分解后在挥发分和焦炭的比例、成分和分布等因素有关。
2.2 热力型NOx热力型NOx中的N主要来自于空气,与O2在高温下反应生成NOx。
热力型NOx占比例较小,约为20%。
影响热力型NOx生成的因素主要是温度和氧量。
2.3 快速型NOx快速型NOx生成量通常占总NOx的5%以下,主要由燃料中的CH基团和空气中的N2反应,一般在富燃(燃料充足,O2含量少)条件下产生。
由于反应速度较快,所以称之为快速型NOx。
其影响因素主要是O2浓度,和温度关系不大。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
随着环保意识的不断提高,燃煤锅炉低氮燃烧技术越来越受到重视。
目前,国内已经
出台了一系列的环保政策和标准,对燃煤锅炉的排放标准进行了严格的限制。
而低氮燃烧
技术就是为了降低燃煤锅炉的氮氧化物排放而研发出来的一种技术手段。
燃煤锅炉低氮燃烧技术的原理是,在锅炉燃烧的过程中,通过一系列的技术手段,降
低燃料中的氮气的热稳定性,使其在燃烧过程中不被氧气氧化,减少氮气的氧化反应,从
而降低氮氧化物的排放。
目前比较常见的燃煤锅炉低氮燃烧技术有负压余量燃烧技术、燃
气再循环技术、喷氨技术和燃烧掺气技术等。
负压余量燃烧技术是指在燃烧的过程中,将煤粉产生的废气通过负压排放进入炉膛内,在炉膛内再次燃烧,利用余量空气燃烧一定量的煤粉,同时喷入一定量的空气,来降低氮
氧化物的排放。
燃气再循环技术是指将燃烧产生的烟气中的一部分气体进行回收再利用,并将这些气
体再次参与燃烧过程,从而达到减少氮氧化物的排放的目的。
喷氨技术是指在锅炉燃烧产生氮氧化物的过程中,通过向燃料中喷入适量的氨气,使
氮气与氨气进行还原反应,减少氮氧化物的排放。
燃烧掺气技术是指在燃料燃烧的过程中,通过向燃料中掺入一定比例的其他气体,如
水蒸气、CO2等,来降低燃烧过程中氮气的热稳定性,减少氮氧化物的形成。
通过上述几种低氮燃烧技术的研究和应用,可以有效地控制和降低燃煤锅炉的氮氧化
物排放,达到环保要求。
同时,这些低氮燃烧技术还可以提高燃煤锅炉的热效率和经济性,从更广泛的角度促进了燃煤锅炉的可持续发展。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化科学与信息化2019年8月下 67浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术乔长春榆林能源集团惠民电力有限公司 陕西 榆林 719000摘 要 时至今日,煤炭消耗依然是我国主要的能源消耗,在锅炉的燃煤过程当中会产生大量的NOX气体,这些气体排放到空气当中,会对空气造成极为严重的污染,使得环境状况变得恶劣。
在这种背景之下,燃煤锅炉当中运用低氮燃烧技术十分的必要,这种技术能够有效控制燃煤锅炉的氮排放量,从而减少锅炉燃烧对空气质量造成的影响。
关键词 燃煤锅炉;低氮燃烧;环境污染如今我国越来越重视环境保护,出台了很多环保政策,而煤炭燃烧会对环境造成严重的破坏,所以这一直是国家的重点整治对象。
如今我国的煤炭燃烧技术也在不断发展和革新,低氮燃烧技术的出现,使得煤炭燃烧对环境造成的污染变小,有力地保护了百姓的居住环境。
本文对锅炉燃烧过程当中的低氮燃烧技术进行了简单的分析与探讨,对不同的低氮燃烧技术的氮排量进行了对比,为环境保护工作者改进锅炉燃烧技术提供帮助。
1 锅炉燃烧生成NOX的原理煤炭在燃烧的过程当中,会产生NO 和NO 2等氮氧化物。
通常情况下,把NO 和NO 2合称为NO X 。
一般来说,NO X 的生成方式有三种,分别为燃烧生成方式、高温氧化生成方式及快速生成方式。
燃烧生成方式,指的是燃料当中存在氮化合物,在燃料燃烧的过程当中,形成NO X 。
高温氧化生成方式,指的是空气中的氮气在高温状态之下,氧化形成NO X 。
快速生成方式,指的是燃料在燃烧时,空气中的氮和燃料中的碳氢原子团反应形成NO X 。
对于燃煤锅炉的低氮燃烧技术的研究方法来说,主要是控制NO X 的燃烧生成方式和高温氧化生成方式。
2 低氮燃烧技术的分类2.1 燃料分级技术这种技术指的是主燃烧器在初始燃烧的过程当中,再次放入燃料,但由于燃料富富有余,初始燃烧阶段NOX 将在燃料过剩的过程中逐渐被还原成N2。
低NOx燃烧技术
燃煤锅炉的低NO x燃烧技术NO x是对N2O、NO2、NO、N2O5以及PAN等氮氧化物的统称。
在煤的燃烧过程中.NO x生成物主要是NO和NO2.其中尤以NO是最为重要。
实验说明.常规燃煤锅炉中NO生成量占NO x总量的90%以上.NO2只是在高温烟气在急速冷却时由局部NO转化生成的。
N2O之所以引起关注.是由于其在低温燃烧的流化床锅炉中有较高的排放量.同是与地球变暖现象有关.对于N2O的生成和抑制的内容我们将结合流化床燃烧技术进行介绍。
因此在本章的讨论中.NO x即可以理解为NO和NO2。
一、燃煤锅炉NO x的生成机理根据NO x中氮的来源及生成途径.燃煤锅炉中NO x的生成机理可以分为三类:即热力型、燃料型和快速型.在这三者中.又以燃料型为主。
它们各自的生成量和炉膛温度的关系如图3-1所示。
试验说明.燃煤过程生成的NO x中NO占总量的90%.NO2只占5%~10%。
1、热力型NO x热力型NO x是参与燃烧的空气中的氮在高温下氧化产生的.其生成过程是一个不分支的链式反响.又称为捷里多维奇〔Zeldovich〕机理→(3-1)O2O2(3-2)+→NONNO+2(3-3)→N++OONO2如考虑以下反响→+(3-4)N+HNOOH那么称为扩大的捷里多维奇机理。
由于N≡N三键键能很高.因此空气中的氮非常稳定.在室温下.几乎没有NO x生成。
但随着温度的升高.根据阿仑尼乌斯〔Arrhenius〕定律.化学反响速率按指数规律迅速增加。
实验说明.当温度超过1200℃时.已经有少量的NO x生成.在超过1500℃后.温度每增加100℃.反响速率将增加6~7倍.NO x的生成量也有明显的增加.如图3-1所示。
但总体上来说.热力型NO x的反响速度要比燃烧反响慢.而且温度对其生成起着决定性的影响。
对于煤的燃烧过程.通常热力型NO x不是主要的.可以不予考虑。
一般来说通过降低火焰温度、控制氧浓度以及缩短煤在高温区的停留时间可以抑制热力型NO x的生成。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术在经济快速发展的今天,人民的生活水平逐渐提高,现代化技术以在生产生活中普遍应用,经济的发展势必带来能源的消耗,环境问题也随之而来.。
本文对NOx的产生途径以及控制措施、低氮燃烧技术分类介绍、低氮燃烧技术存在的问题做了简单介绍,这对低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用具有一定现实意义.。
关键词:锅炉;低氮燃烧技术;措施引言:从有关机构的调查数据得知,目前我国目前化工能源行业二氧化硫的排放量已经超过1500万吨,氮氧化物的排放量已经超过2500万吨.。
按当下发展趋势,在2025年的氮氧化物排放量将达到3500万吨.。
由此引发的环境问题已经受到社会各界广泛关注,发展必须做好环境治理工作.。
在2014年7月出台的《火电厂大气污染物排放标准》中要求二氧化氮的排放浓度不得高于100mg/m3,这一标准的推出使得各家锅炉企业对自己的排放更加重视,锅炉系统产生的烟气中二氧化硫和氮氧化物更是标准中的重点.。
这一标准的制定UI 与烟气污染控制有着十分重要的意义.。
当下燃煤锅炉脱硝技术的研究重点主要还是放在热反应中的NOx控制以及热反应后的NOx控制.。
在国际交流中通常将热反应中的NOx控制手段叫做一次措施.。
将热反应后的NOx控制手段叫做二次措施,这就是我们常说的烟气脱硝技术.。
文章主要对燃煤锅炉燃烧过程中普遍使用的部分以及部分注意.。
1.NOx的产生途径以及控制措施1.1 NOx的产生路径及类型NOx是主要的空气污染源之一,当它的浓度达到一定限制后会对人体产生极大危害,这也对于公共安全造成威胁.。
在燃煤锅炉系统工作中会产生大量氮氧化物,根据运行情况的不同,如原料热反应情况和热能动力情况的变化,都会导致产生的NOx也不同.。
在热反应中形成的NOx是由于原料本身就含有一定的含氮量,含氮化合物在燃烧中转化为氮氧化物.。
在热反应达到700±100℃时,原料中的含氮化合物就会氧化成氮氧化物.。
与此同时的氮氧化物合成与分解都是由原料特性及组成决定的,体系温度也会对氮氧化物的合成分解产生一定影响.。
燃煤锅炉低NOx排放技术研究
Ab s t r a c t : 1 e n a t i o n a l “ T we l f t h F i v e - Ye a r P l a n ' ’ h a s c l a i me d t h a t t h e g o v e r n me n t wo u l d s t r e n g t h e n
S h a n g h a i 2 0 0 0 9 3,Ch i n a ;2. S h a n g h a i Wa i g a o q i a o S e c o n d P o we r Ge n e r a t i o n Co. ,Lt d . ,S h a n g h a i
v a l u e o f it n r o g e n o x i d s e i n k e y a r e a s t o b e 1 0 0 r n g・ m一 。i n s t e a d o f t h e o r i g i n a l 2 0 0 r n g・ m一 i n t h e o l d e mi si o n s t a n d a r d .I t i s u r g e n t t o i t m i g a t e NO.e mi s i o n s f r o m c o a l — f i r e d b o i l e r s wh i c h a r e t h e
燃 煤 锅 炉 低 NO 排 放 技 术 研 究
陈梦 洁 , 郁 鸿 凌 , 林 友 斌 ,宋景 超 , 张 贤安。
( 1 . 上海理工大学 能源与动力工程学院 , 上海 2 0 0 0 9 3 ;2 . 上海外高桥第二发 电有 限责任公 司, 上海 2 0 0 1 3 7 ;
低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用
浅析低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用摘要:近年来,随着能源需求的不断增加,合理利用燃煤发电技术变得越来越重要。
由于发射物、氮氧化物和烟尘排放严重影响环境,因此综合治理问题已成为一项迫切任务。
在这一背景下,低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用受到了越来越多的关注。
本文详细探讨了低氮燃烧技术对燃煤锅炉的应用,包括其原理,技术优势,及实施中出现的问题。
研究表明,燃煤锅炉的低氮燃烧技术的应用可以显著降低污染物的排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,从而减少燃料消耗,节约能源。
关键词:低氮燃烧;燃煤锅炉;污染物正文:随着全球能源需求的增加,合理利用燃煤发电技术也变得越来越重要。
然而,燃煤发电会产生大量的污染物,这些污染物会影响环境的健康。
综合治理问题已成为当前研究的热点,低氮燃烧技术也开始受到越来越多的重视。
因此,本文致力于对低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用进行浅析。
低氮燃烧技术是一种先进的综合治理技术,主要由燃料、空气、催化剂和燃烧控制等四部分组成。
燃料组成选择合理,空气定压定流量投入,催化剂的投入量适当,燃烧控制技术的运用将有效地降低烟温,从而降低烟气中的污染物,即NOx、SO2和PM。
低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用具有许多优势,包括降低污染物排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,减少燃料消耗,节约能源。
但是,在低氮燃烧技术实施过程中,燃煤锅炉的排放还存在一定的问题,例如低氮裂解温度、NO抑制和钝化等等。
本文综述了低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用,认为低氮燃烧技术可以显著减少污染物的排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,从而减少能源的消耗,节约能源。
同时,也指出了在实施低氮燃烧技术过程中出现的问题及其解决办法。
未来,将继续研究更加先进和有效的低氮燃烧技术,以达到更好的水平。
随着低氮燃烧技术的应用在燃煤锅炉中的普及,一些新的综合排放控制技术也逐步被引入。
例如NOx控制剂,它可以有效抑制燃煤锅炉排放的NOx水平,进一步减少烟气中污染物的排放。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术一、低氮燃烧技术的原理低氮燃烧技术是通过改变燃烧过程中的空气分布和燃料燃烧方式来降低氮氧化物的排放。
具体措施包括控制燃烧温度、降低燃烧过程中的氧浓度、提高燃烧效率等。
通过这些技术手段,可以有效地降低燃煤锅炉的氮氧化物排放,改善空气质量,保护环境。
1.控制燃烧温度燃煤锅炉的燃烧温度是影响氮氧化物生成的重要因素之一。
在炉膛内部,煤粉在高温下与空气发生燃烧反应,从而产生大量的氮氧化物。
通过控制燃烧温度,可以有效地减少氮氧化物的生成。
目前常用的方法是采用水冷壁、喷嘴冷却等技术来降低燃烧温度,从而达到低氮燃烧的目的。
2.降低燃烧过程中的氧浓度燃煤锅炉燃烧过程中,如果氧浓度过高,会导致氮氧化物的生成增加。
降低燃烧过程中的氧浓度是实现低氮燃烧的关键之一。
目前采用的主要措施是通过优化炉膛结构和燃烧系统,控制炉膛内部氧气的分布,从而降低氧浓度,减少氮氧化物的生成。
3.提高燃烧效率燃煤锅炉的燃烧效率与氮氧化物的排放密切相关。
燃烧效率低意味着煤炭燃烧不完全,从而产生大量的氮氧化物。
提高燃烧效率也是降低氮氧化物排放的重要手段之一。
目前,通过优化燃烧系统,改善燃烧条件,提高燃烧效率已成为低氮燃烧的常用方法。
随着环境保护意识的增强,低氮燃烧技术在燃煤锅炉中得到了广泛的应用。
目前,我国已经在工业领域、电力行业、热力供热等领域推广应用了低氮燃烧技术,取得了明显的减排效果。
在燃煤电厂中,采用低氮燃烧技术可以有效降低氮氧化物排放,改善空气质量,保护环境。
在工业炉燃烧过程中,低氮燃烧技术也得到了广泛应用,取得了良好的减排效果。
随着技术的不断进步,低氮燃烧技术也在取得创新性的发展。
采用超低氮燃烧技术、深度燃烧技术等,进一步降低氮氧化物排放,提高能源利用效率。
新型的低氮燃烧设备也在不断推出,如低氮燃烧器、低氮燃烧泵等,为燃煤锅炉的低氮燃烧提供了更多的选择。
1.技术创新随着环保要求的不断提高,低氮燃烧技术的研发和创新将成为未来的重点方向。
工业锅炉低氮燃烧技术研究
工业锅炉低氮燃烧技术研究近年来,环境污染问题越来越严重。
其中,空气污染是一个最引人注目的问题。
大气中的氮氧化物是空气污染的主要成分之一,而工业锅炉是排放氮氧化物的主要来源之一。
因此,研究工业锅炉的低氮燃烧技术,对于缓解环境污染问题,具有重要的意义。
工业锅炉低氮燃烧技术的基本原理是,在燃烧过程中尽可能的降低燃料中的氮氧化物的生成。
具体操作方法有很多种,本文将针对其中常用的几种方法进行分析。
首先,空气预热技术是一种常见的低氮燃烧技术。
该方法是将空气预先加热到高温,使得燃烧的时候,氧气和燃料更加充分的混合,从而减少了氮氧化物的生成。
此外,还可以通过调节空气预热温度来调整供给的氧气量,这样可以更好的控制燃烧过程,减少氮氧化物的生成。
其次,燃烧分层技术也是常用的低氮燃烧技术之一。
该技术是将燃料和空气分别喷入不同的位置,并且采用分层燃烧的方式,以使得燃烧过程中氧气和燃料更加充分的混合,从而有效地减少氮氧化物的生成。
此外,还可以通过采用多层次的燃烧方式,进一步的降低氮氧化物的生成。
第三,外加再生技术也是一种常用的低氮燃烧技术。
该技术是通过向燃烧过程中添加还原剂,来消除氮氧化物的生成。
例如,可以采用尿素、氨水等还原剂,在燃烧过程中添加到燃烧器中,通过化学反应来消除氮氧化物的生成。
此外,还可以采用再生燃烧的方式,通过再次燃烧废气中的碳氢化合物和一氧化碳,在高温下生成可用的可燃气体,减少氮氧化物的排放。
最后,反渗透技术也是一种常用的低氮燃烧技术。
该技术是通过将燃料中的氮分离出来,形成富氧燃料和贫氮燃料,来控制氮氧化物的生成。
具体来说,可以采用高分子膜技术,将燃料中的氮分离出来,形成富氧燃料和贫氮燃料,然后将它们分别引入燃烧器中进行配合,从而达到降低氮氧化物的目的。
总之,工业锅炉低氮燃烧技术是一项非常关键的技术,也是解决环境污染问题的重要手段之一。
如何选择恰当的低氮燃烧技术,需要根据具体情况而定。
各种低氮燃烧技术的具体效果,还需要在实践中不断的探索和验证。
燃煤锅炉低氮燃烧技术分析
燃煤锅炉低氮燃烧技术分析摘要:当前我国煤炭燃烧用量虽然呈下降趋势,但是在我国能源生产结构中,煤炭燃烧仍占主体地位,在燃烧过程中释放的大量污染性气体氧化氮给环境造成了极为严重的影响,当前我国对氧化氮的排放量也有了一定的相关规定,我国正尽量控制氧化氮的排放在燃烧过程中采取低氮燃烧技术,对氧化氮的生成和排放有明显的控制作用。
关键词:燃煤锅炉;低碳燃烧;技术分析根据《中国能源大数据报告(2018)》显示,在我国能源消费结构中,虽然煤炭消费十年间占比下降了12.1个百分点,呈现逐年下降趋势,但在2017年能源生产结构中,原煤占比68.6%,仍占据主体地位。
燃煤锅炉中煤炭的燃烧会释放大量污染性气体NOx,造成严重环境污染。
国家污染物排放标准规定NOx的排放量应不超过250μg/m3(日均)、350μg/m3(时均),因此,对燃煤电厂中产生的NOx量需要严格控制。
在燃烧过程中,采取低氮燃烧技术,可以有效减少NOx的生成与排放。
当前我国的能源消费结构主要以煤炭为主,当然在煤炭燃烧过程中会产生一定量的污染物。
这种污染物对大气质量和人们的正常生活带来了极为恶劣的影响,其中煤炭燃烧过程中产生的氮对环境的影响尤为明显,因此本篇就在燃烧过程中如何控制氧化氮的形成,即低碳燃烧技术相关内容展开论述。
1当前我国对氧化氮治理的现状在一些发达国家,他们对氧化氮的危害以及煤炭燃烧过程中产生氧化氮的机理,和如何降低氧化氮的排放,已经有了深入的研究,主要可以分为热力型,燃料型和快速型,在这三种燃烧技术当中,其中燃料型的占比最高,它主要是通过抑制燃烧中氧化氮的形成和还原已形成的氧化氮的形式实现低氮燃烧,它在控制氧化氮技术上,发挥着明显的优势,但是该项技术在对燃料进行处理的时候较为繁琐复杂,涉及到的工艺难度大,成本高,因此该项技术仍处于研究阶段。
就我国当前的低碳技术研究来说,仍有很大的进步空间。
因此想要真正实现对燃料污染状况的治理,还需积极与国外先进的科学技术进行交流,努力学习其他国家的技术优势,并结合当前我国治理氮气的实际状况进行改进,从而制定出适合我国低碳燃烧技术的方案。
浅谈低氮燃烧技术及其改造方法
浅谈低氮燃烧技术及其改造方法针对某公司热电厂现有4号燃煤锅炉氮氧化物排放浓度超标的问题,浅谈燃烧过程中氮氧化物的生成机理、及采取的低氮燃烧技术改造措施。
通过文章的分析,希望对相关工作起到指导意义标签:低氮燃烧技术;生成机理;燃烧分级技术;空气分级燃烧技术;低氮燃烧器1 概述根据《国家环境保护“十二五”规划》和新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的要求,现有火力发电锅炉自2014年7月1日起,氮氧化物排放浓度限值为100mg/Nm3。
乌鲁木齐某公司热电厂现有4号燃煤锅炉(410t/h),氮氧化物排放浓度高达750mg/Nm3,已严重超标,必须对其进行脱硝技术改造。
锅炉脱硝技术实质就是控制燃料燃烧过程中NOx污染的产生或减少因燃烧产生的烟气中NOx污染的减量技术。
燃料燃烧的生命周期可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三个主要阶段,因此,锅炉脱硝实质就是控制燃烧前、燃烧中或燃烧后的NOx污染。
目前有关降低NOx的控制技术大致可分为两类,炉内脱氮和尾部脱氮。
炉内脱氮即低氮NOx燃烧技术,是降低燃煤锅炉氮氧化物排放最主要也是比较成熟的技术措施。
2 燃煤锅炉燃烧过程NOx的生成机理NOx主要是通过热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx三种途径生成的,并且都在煤燃烧过程中出现。
2.1 快速型NOx快速型NOx是由燃料挥发物中的碳氢化合物高温分解生成的CH自由基和空气中氮反应生成的HCN和N,再进一步与氧作用以极快的反应速率生成NO,它的生成与温度关系不大。
对于煤粉锅炉快速型NOx仅占NOx总排放量的5%左右。
2.2 热力型NOx热力型NOx是由于燃烧用助燃剂空气中的氮在高温下氧化而产生的,反应过程如下:N+O2=NO+O(t>816℃);O+N2=NO+N(t>1530℃)其中,NO与氧进一步氧化生成NO2。
热力型NOx是随燃烧温度的升高呈指数规律增加,占NOx总排放量的20~50%。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术我们需要了解什么是燃煤锅炉低氮燃烧技术。
在燃烧过程中,燃料中的氮气会和空气中的氧气发生反应,产生大量的氮氧化物(NOx)。
这些氮氧化物是大气污染的主要来源之一,对人类健康和环境造成严重影响。
燃煤锅炉低氮燃烧技术就是通过优化燃烧过程,减少燃料中的氮氧化合物的生成,从而降低NOx的排放浓度,达到环保的目的。
燃煤锅炉低氮燃烧技术的关键在于如何降低燃烧过程中的燃烧温度和氧气浓度,从而减少NOx的生成。
目前,主要采用的低氮燃烧技术包括磨碾燃烧技术、气体再循环燃烧技术、燃烧掺混技术等。
磨碾燃烧技术是利用高速旋转的磨碾机将燃料粉碎成微粉,使燃料颗粒的表面积增加,与空气更充分地混合,燃烧更加充分,从而降低燃烧温度和氧气浓度,减少NOx的生成。
目前,磨碾燃烧技术在一些大型燃煤锅炉上得到了广泛的应用,取得了较好的低氮燃烧效果。
气体再循环燃烧技术是利用燃烧产生的废气中的一部分作为稀释气体重新注入炉内,降低燃烧温度和氧气浓度,减少NOx的生成。
这种技术不仅可以降低NOx的排放,还可以提高锅炉的热效率,节能环保效果显著。
除了上述几种常见的低氮燃烧技术之外,还有一些新型的低氮燃烧技术正在不断涌现,如超低氮燃烧技术、SNCR(选择性非催化还原)技术、SCR(选择性催化还原)技术等。
这些新技术在一定程度上可以进一步降低NOx的排放浓度,为环保治理提供了更多选择。
需要指出的是,燃煤锅炉低氮燃烧技术虽然可以有效降低锅炉的NOx排放浓度,减少对环境的污染,但是在实际应用中还存在一些问题需要解决。
首先是技术成本较高,需要在锅炉设计和改造过程中投入大量的人力、物力和财力。
其次是技术操作难度较大,需要具备一定的专业知识和技能才能进行操作和维护。
再者是技术的稳定性和可靠性有待提高,一些新技术在实际应用中可能会出现一些意想不到的问题,需要持续改进和优化。
燃煤锅炉低氮燃烧技术是一种重要的环保技术,可以有效降低大气污染物排放,保护环境和维护人类健康。
低氮燃烧技术原理
低氮燃烧技术原理
低氮燃烧技术,是指在燃烧过程中将NOx的产生控制在一定范围内的一种技术。
对于燃煤锅炉,低氮燃烧主要是指减少燃料中的氮化合物的生成量。
燃烧过程中,生成的NOx有两种形态:一种是NOX,一种是氮氧化物。
当燃烧器中的空气过剩系数与燃料种类、负荷、煤种等因素相匹配时,NOX就会很低;当燃烧过程中存在高温区时,温度较高时,燃料中氮化合物被氧化成氮氧化氮,这样NOX就会急剧升高;当燃烧过程中存在还原性气氛时,燃料中的氮氧化合物被还原成氮气;当燃烧器结构设计不合理,空气过剩系数过大或燃料种类与负荷不匹配时,燃烧器中的氧气过量系数过小,这时燃烧反应生成的氮氧会以NOX形式向空气中逃逸。
为减少NOX排放,国内外均采用降低燃料氮化合物生成量的方法来控制锅炉的NOx排放。
主要措施是优化燃烧过程、改进空气系统及改善燃烧条件等。
1.合理选择燃料及负荷
合理选择燃料是控制锅炉NOx生成量的有效途径。
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超低烟气分析仪在工业燃煤锅炉低氮燃烧中的应用锅炉作为我国工业生产中的重要能量转换设备,其在运行的过程中需要消耗大量的燃料,而随着燃料的加热燃烧会释放大量的氮氧化物,如果不经过处理直接排放到外界,将会对环境造成严重的污染。
在节能环保政策号召下,燃煤锅炉逐渐向低氮燃烧技术发展,采用各种先进的技术降低氮氧化物的生成或者排放,不仅能够提高锅炉的燃烧效率,同时还能够降低对环境的污染。
本文对燃煤锅炉低氮燃烧技术进行介绍分析,为推进我国燃煤锅炉低氮燃烧改造提供一定的参考。
NOx的产生途径
燃料在燃烧过程中,生成NO x的有三个途径:燃料型NO x、热力型NOx和快速性NO x,三种NO x在燃料燃烧过程中的情况很不相同。
热力型NO x,是由空气中氮气在高温下氧化而生成的NO x。
在燃烧温度小于1350℃时,几乎没有热力型NO x,只有当燃烧温度超过1500℃,热力型NO x才可能占到15%~25%。
快速性NO x,是空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等在燃烧时发生反应而产生的NO x,快速型NOx所占比例一般不到5%。
燃料型NO x,是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中先热解接着又氧化而产生的NO x,占NOx总生成量的绝大部分。
根据NO x生成机理,燃煤过程主要控制热力型NO x和燃料型NO x。
低氮燃烧技术是通过降低燃烧反应温度,减少过量空气系数,缩短烟气在高温区的停留时间等手段达到空气NO x的目的,它是现阶段降低燃煤锅炉NO x排放最主要也比较经济地方法。
由于低氮燃烧技术工艺成熟,投资及运行费用相对较低,已在火电厂的NO x排放控制中得到了较多应用,常用的低氮燃烧技术有燃料分级燃烧、空气分级燃烧、低氮燃烧器等。
1、燃烧分级技术
燃料分级技术是把燃烧分成两股或多股,创造三个燃烧区域:富氧区域、缺氧区域、燃尽区域。
在富氧区域,供入分解炉用煤的70-90%,此处空气过剩系数a约1.2,NO x成。
在缺氧区供入10-30%的分解炉用煤量,此处空气过剩系数a约0.8-0.9,形成很强的还原气氛,将富氧区形成的NO x原成N2。
燃尽区再供入部分三次风,在正常过剩空气系数a约1.1条件下,使产生的CO和飞灰中的碳燃烧完全。
燃烧分级技术的关键因素是改变燃烧区域燃料与空气的比例;存在的问题是为了减少不完全燃烧损失,需加空气对燃烧区烟气进行三级燃烧,因此配风系统较复杂。
2、空气分级燃烧技术
空气分级燃烧技术是现阶段应用较为广泛的低氮燃烧技术,它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行,该技术是将燃烧用风分为一次风和二次风,目的是减少燃料燃烧区域的空气量(一次风),提高燃烧区域的燃料浓度,推迟一次风和二次风的混合时间,这样燃料进入炉膛时就形成了一个富燃料区,使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧,以降低燃料型NOx的生成。
缺氧燃烧产生的烟气再与二次风混合,使燃料完全燃烧。
目前该技术与其他初级控制措施联合使用,已成为新建锅炉整体设计的一部分,在适度控制NOx排放的要求下,一般作为现阶段锅炉低氮排放改造的首选。
空气分级燃烧技术又分水平方向和垂直方向燃烧技术,它们之间相互作用,彼此关联。
1)水平方向空气分级燃烧技术如图1所示。
该燃烧方式是与烟气垂直的炉膛断面上组织分级燃烧,它是通过将一次风和二次风不等切圆、部分二次风射流偏向炉墙来实现的。
该技术不但可以使主燃区处于还原性气氛从而减少NO x的排放量,还可使炉墙附近处于氧化性气氛,因比可以避免水冷壁的高温腐蚀以及因还原性气氛使灰熔
融性温度下降而导致的燃烧器附近结渣。
图1、水平方向空气分级燃烧
2)垂直方向上空气分级燃烧技术如图2所示。
将燃料所需的空气分成2部分送入炉膛:一部分分主二次风,约占总二次风量70%~85%;另一部分为燃尽风,约占总二次风量的15%~30%。
因此,炉内的燃烧分成3个区域,即热解区、贫氧区和富氧区。
上部燃尽风送入炉膛时,已经避开了高温火焰去,使未燃尽产物能够完全燃烧。
图2、垂直方向上空气分级燃烧
3、低氮燃烧器
将上述的空气分级及燃料分级的原理应用于燃烧器的设计,尽量降低着火区的氧浓度和温度,从而达到控制NO x生成量的目的,这类特殊设计的燃烧器就是低氮燃烧器,正常条件下可以降低氮排放浓度的30%~50%。
三种低氮燃烧技术的比较
结语
燃煤锅炉低氮燃烧技术是适应我国工业生产发展的必然趋势,低氮燃烧有利于控制锅炉运行燃烧过程中氮氧化物的生成量,减少对环境的污染。
在低氮燃烧技术中,目前主要以炉内脱氮技术为主,主要有燃烧分级技术、空气分级燃烧技术及低氮燃烧器等。
低氮燃烧技术的设计研发,需要从可靠性、稳定性以及经济性等方面综合考虑,确保各项要素都能够得到有效保证。
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