低氮燃烧技术课件

随着反应温度T的升高，
800
其反应速率按指数规律增加。 700
当T<1500 ℃时，NO的
600
生成量很少， 而当T>1500 ℃，T每增
加100℃， 反应速率增大
(ppm) ?è
500 400
NO?¨ 300
?μáD 1
6-7 倍，亦即NO生成量增
200
大6-7 倍。
100
0
1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900
当温度达到1600 ℃ 时，
? ?è (é? ê? ?è )
热力型NOx 的生成量可占炉内NOx 的生成总量的25 ％~30 ％
2、快速型NOx
碳氢化合物燃料在燃料过浓时燃烧，在反应区附近会 快速生成NOx。
快速型NOx 生成量很少，在分析计算中一般可 以不计，影响快速NOx 生成的主要因素有空气过量 条件和燃烧温度，这与配风的不均以及给粉量的不 均有直接关系。
百叶窗式喷燃器（现应用于3# 、4# 锅炉一次风管）
水平浓淡式喷燃器（现应用于5# 锅炉一次风管）
影响NOx生成量的主要因素：
温度 氧浓度
燃料含氮量
反应时间
1、 温 度：
温度是影响最重要 的一个因素，尤其是达 到某温度后，NOx 的生 成量与温度成指数关系。
该温度称为“边界温 度”，在煤粉燃烧装置
以上两种氮氧化物都不占 NOx 的主要部分，不 是主要来源。
3、燃料型NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段 组成，故燃料型NOx的形成也气相氮的氧化（挥发 份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料型NOx 在煤粉燃烧NOx 产物 中占60 －80 ％。
? 锅炉运行氧量的高低直接决定着锅炉 NOx排放水平 ，Nox排放随着氧量的增大而增大。
? 当炉膛出口氧量为﹥3.50%时， NOx排放浓度最高 。当炉膛出口氧量为 2.0%时，NOx排放浓度比炉膛 出口氧量为 2.50%时略有上升。比较合理的运行方 式为维持炉膛出口氧量 3.0%~3.5% 运行。
? 而低氧燃烧虽然可以显著降低 Nox排放，但对锅炉 的安全经济运行不利。
?
燃尽风门开度是影响Nox排放浓度的一个决定性因素。但是，燃尽
技术措施
? 为了实现清洁燃烧，目前降低燃烧中 NOx排放污染的 技术措施可分为两大类：一类是炉内脱氮，另一类是 尾部脱氮。
? 炉内脱氮就是采用各种燃烧技术手段来控制燃烧过程 中NOx的生成，又称低 NOx燃烧技术。
? 尾部脱氮应用在燃煤电站锅炉上的成熟技术主要有选 择性催化还原技术（ Selective Catalytic Reduction ，简称 SCR）、选择性非催化还原技术（ Selective Non-Catalytic Reduction ，简称SNCR ）以及SNCR/SCR 混合烟气脱硝技术。
3、 氧 量：
一般而言，氧量过 高将导致NOx 生 成量高，因为参与 反应的O2充足。
但太高将由于温 度下降产生相反的 影响。
4、反应时间：
化学反应需要 一定的时间完成， 右图是燃料燃烧时 NOx生成量在不同 温度下与时间的关 系。
低氮燃烧优化调整手段
? 锅炉运行氧量 ? 燃烬风开度 ? 二次风配风方式 ? 一次风速大小 ? 磨煤机投运方式 ? 负荷变化 ? 煤质变化 ? 其它
低氮燃烧技术
低氮燃烧是目前应用最广泛的分段燃烧技术， 将燃料的燃烧过程分阶段来完成。 第一阶段燃烧中， 只将总燃烧空气量的70% —75% （理论空气量的80% ）供入炉膛， 使燃料在先在缺氧的富燃料条件下燃烧，导致该区的燃料只能部分燃 烧（含氧量不足），降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平，能抑制 NOx 的生成； 第二阶段通过足量的空气，使剩余燃料燃尽，此段中氧气过量， 但温度低，生成的NOx 也较少。 这种方法可使烟气中的NOx 减少25% —50%
低氮燃烧的必要性
? NOx减排，技术已不是障碍，关键要选择合适自 己的技术；
? 无论对SCR或SNCR，先采用低氮燃烧技术，都可 以节约投资和运行成本；
? 采用低NOx燃烧技术，相对于我公司 3#、4#锅炉 都有较大的减排空间；
? 近年刚投运的 5#锅炉，已采用了低氮燃烧技术 ，基本没有改造空间，但还可通过燃烧优化降 低NOx排放。
主要来源
NOx的危害
酸雨和硝酸盐沉积
NOx
光化学烟雾 N2O破坏臭氧层
国标对NOx排放的要求
? GB13223-2011 ：
2011年7月18日发布了GB13223-2011《火电厂大气污 染物排放标准》，并于2012年1月1日开始实施，对NOx排放 进行严格限制。
NOx排放标准值为100mg/m3。 对于循环流化床锅炉，2003年12月31日前建成投产或通 过环评报告审批的电站锅炉，NOx排放标准值200mg/m3 。 考虑到我公司1#、2#、3#锅炉共用一个烟筒，仍全部执 行100mg/m3。
我公司 3# 、4# 、5# 锅炉分级燃烧示意图：
分级燃烧技术与浓淡燃烧相结合进一步深度 降低NOx 排放量
低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股， 浓相在内，更靠近火焰中心；淡相在外，贴近 水冷壁。浓相在内着火时，火焰温度相对较高， 但是氧气比相对较少， 故生成的氮氧化物的几 率相对减少；淡相在外， 氧气比相对较大，但由 于距火焰高温区域较远， 温度相对较低，故氮氧化物 的生成也不会很多。
锅炉低氮燃烧
技术课件
? 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。
煤粉炉产生的NOx 种类
NOx 按生成原理分类
NOx
NO 90%
NO2 8% N2O 2%
燃料型 NOx
快速型 NOx
热力型 NOx
1、热力型NOx
燃烧时，空气中氮在高温下氧化：
常规氧量运行条件下， 这个“边界温度”大约 为1300℃。
2、燃料含氮量：
燃烧时，燃料中的含氮成分与含氧物质发 生反应的生成物有两种可能：
? 形成一氧化氮 NO 。 ? 与含氮的物质反应 (主要是NO本身) 形成氮分子，即燃料氮并非转化为 NO。
燃料成分对 NOX 生成的影响比较复杂， 不但与含量有关，还因不同燃料会产生不同 的燃烧温度，而叠加上温度的影响。