低NOx燃烧技术
19页1、燃煤锅炉的低NOx燃烧技术NOx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.NOx生成物主要是NO和NO2.其中尤以NO是最为重要。实验表明.常规燃煤锅炉中NO生成量占NOx总量的90%以上.NO2只是在高温烟气在急速冷却时由部分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.NOx即可以理解为NO和NO2。一、燃煤锅炉NOx的生成机理根据NOx中氮的来源及生成途径.燃煤锅炉中NOx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。试验表明.燃煤过程生成的NOx中NO占总量的90%.NO2只占5%10%。1、热力型NOx热力型NOx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应.又称为捷里多维奇(Zeldovich)机理(3-1)(3-2)(3-3)如考虑下列反应(3-4)则称为扩大的捷里多维奇机理。由于
2、NN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NOx生成。但随着温度的升高.根据阿仑尼乌斯(Arrhenius)定律.化学反应速率按指数规律迅速增加。实验表明.当温度超过1200时.已经有少量的NOx生成.在超过1500后.温度每增加100.反应速率将增加67倍.NOx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NOx的反应速度要比燃烧反应慢.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NOx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NOx的生成。2、快速型NOx快速型NOx中的氮的来源也是空气中的氮.但它是遵循一条不同于捷里多维奇机理的途径而快速生成的。其生成机理十分复杂.如图3-2所示。通常认为快速型NOx是由燃烧过程中的形成活跃的中间产物CHi与空气中的氮反应形成HCN、NH和N等.再进一步氧化而形成的。在煤的燃烧过程中.煤炭挥发分中的碳氢化合物在高温条件下发生热分解.生成活性很强的碳化氢自由基(CH .CH2 ).这些活化的CHi和空气中的氮反应生成中间产物HCN、NH
3、和N.随后又进一步被氧化成NO.实验表明这个过程只需60ms.故称为快速型NOx.这一机理是由费尼莫(Fenimore)发现的.所以又称为费尼莫机理。(3-5)(3-6)由图3-1可以看出.在煤粉燃烧过程中快速型NOx生成量很小.大致在(10100)10-6.且和温度关系不大。但随着NOx排放标准的日益严格.对于某些碳氢化合物气体燃料的燃烧.快速型NOx的生成也应该得到重视。3、燃料型NOx由燃料中的N生成的NOx称为燃料型NOx.由图3-1可知.燃料型NOx是煤粉燃烧过程中NOx的主要来源.占总量60%80%。同时由于煤的热解温度低于其燃烧温度.因此在600800时就会生成燃料型NOx.而且其生成量受温度不大。煤的氮含量在0.4%2.9%之间.且随其产地的不同有较大差异。煤中绝大多数的氮都是以有机氮的形式存在。在燃烧过程中.一部分含氮的有机化合物挥发并受热裂解生成N、CN、HCN和NHi等中间产物.随后再氧化生成NOx;另一部分焦炭中的剩余氮在焦炭燃烧过程中被氧化成NOx.因此燃料型NOx又分为挥发分NOx和焦炭NOx。该过程如图3-3所示。实验表明.在通常的燃烧条件下.燃煤锅炉中大
4、约只有20%25%的燃料氮转化为NOx.而且受燃烧过程空气量影响很大.常用过量空气系数()来表示燃烧过程空气量的多少.一般定义在化学当量比下的过量空气系数为1.大于1表示空气过量.小于1表示空气量不足。如图3-4所示.当过量空气系数=0.7时.燃料型NOx的生成量接近于零.然后随过量空气系数的增加而增加。同时进一步研究表明.焦炭氮向NOx的转化率很低.大多数燃料型NOx属于挥发分NOx.以上知识对于研究和开发燃料型NOx的控制技术是相当重要的。煤燃烧的氮氧化物形成实际上是一个非常复杂的过程.与煤种、燃烧方式及燃烧过程的控制密切相关。对于各种不同的煤种的原始NOx排放情况.一般来说无烟煤燃烧时的NOx排放量最大.褐煤燃烧时为最小.这不但与煤种有关.更重要的是与煤的燃烧方式有关.煤中的挥发分越低.燃烧时为了燃烧的要求.组织的燃烧温度越高.同时风量一般也最大.就形成了原始的NOx排放也越高。图3-5所示的是不同的燃煤锅炉炉型所产生的原始NOx排放量的状况.从图中可以看来.对于循环流化床锅炉具有最好的低NOx排放性能.原始排放量最大的是液态排渣煤粉炉.这也是为什么目前液态炉用得不多的原因之一。
《低NOx燃烧技术》由会员s9****2分享,可在线阅读,更多相关《低NOx燃烧技术》请在金锄头文库上搜索。
一年级数学上册教学反思
小故事大道理读后感
电子商务进农村综合示范工作实施方案资料(DOC 20页)
个人年末总结心得实(4篇).doc
2023学生学期个人总结范本(2篇).doc
我与学校共成长演讲稿
2023年江苏省连云港市东海县牛山街道湖畔社区工作人员考试模拟试题及答案
再见7月你好8月心情语录120句
2022年实验室应急预案
校外实习申请书
(新课改)2022高考英语一轮复习 Unit 3 The Million Pound Bank Note学案(含解析)新人教版必修3
1990年北京医科大学硕士研究生入学考试生物化学试题
电路实验指导书
中国市场化改革的困境与出路
试用期个人工作总结参考范本(3篇).doc
有关教师述职报告3篇
《企业所得税答案》word版
教育统计工作管理制度范文(三篇)
秋季九年级班主任工作计划样本(2篇).doc
工程外墙文化石施工组织设计
2023-11-09 8页
2023-06-26 2页
2023-09-11 1页
2022-10-16 4页
2022-12-30 2页
2024-01-14 7页
2023-05-12 15页
2022-12-20 5页
2023-09-22 13页
2022-11-08 6页