循环流化床锅炉低氮燃烧技术_循环流化床锅炉低氮燃烧技术分析及应用

低氮燃烧器原理

1、阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低氮的生成。

2、自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

3、浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

4、分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

5、混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

6、低氮预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低氮分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合。

在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。

任何一种低氮燃烧技术实质都是对燃烧过程进行管控的技术。根据低氮燃烧器20年的开发使用经验，工业锅炉要实现真正持续可靠的低氮燃烧，仅仅更换或改造燃烧器是不够的，还需要对燃烧管控装置进行升级。

在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO，平均约占95%，而NO2仅占5%左右。

一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面：一是燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。

燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外，NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，[NO2]/[NO]比例很小，即NO转变为NO2很少，可以忽略。

NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下：

选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料；

降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度；

在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”；

在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。

减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。

参考资料来源：搜狗百科-低氮燃烧器提高燃烧效率，减少氮氧化物含量，而武汉誉德锅炉技术研究院的低氮燃烧器改造在降低氮含量的同时极大地提高锅炉的热效率，同时也可以让烟气中NOx 含量小于50mg/Nm³,CO小10mg/Nm³,过量空气系数α小于1.05，调节比达到20:1。达到排放标准。目前，有多种技术用于控制高温氮氧化物，包括：

. 烧嘴设计

. 排气或烟气再循环。化学添加剂（如氨）。催化剂辅助。

烧嘴制造商采用低氮氧化物排放导流板、空气分级和烟气再循环等设计。将炉中的燃烧产物(poc)导入火焰或者将排气系统的poc与空气或燃料混合，从而降低炉温，即可以达到烟气再循环的目的。

烟气再循环可实现诱使从炉膛火焰燃烧（poc）的产品或使用poc的排气系统，与空气混合或燃料，降低火焰温度。可以用于控制反应速度的氧气，也被稀释，从而降低氧气进入氮氧化物生成反应的可能性。空气分级技术控制炉温和化学环境，从而降低氮氧化物的生成。

低氮氧化物烧嘴总结

布洛姆的低氮氧化物烧嘴涵盖了工业应用的常用范围。它包括直焰烧嘴和辐射管式烧嘴，可以用于冷助燃空气和换热器和蓄热装置产生的预热助燃空气。

直焰烧嘴的核心是已证实的导流板技术。随着现代冷助燃空气烧嘴的再生应用，氮氧化物，一氧化碳和二氧化碳的排放水平明显低于预期值。

在辐射管的设计中，布洛姆采用独特的工程方法，在烧嘴进行废气再循环时，热效率只有微不足道或非常小的损失。低氮燃烧器，可以理解为发动机、锅炉或动力源。其是一种源头减少排放的办法。原理是通过调节燃烧空气和燃烧头，可以获得最佳的燃烧参数。

根据降低NOx的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类：

1．阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成。

2．自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。

另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

3．浓淡型燃烧器

4．分割火焰型燃烧器

5．混合促进型燃烧器

6．低NOx预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。一、低氮燃烧器原理

低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器，是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器，采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

降低NOx的燃烧技术

NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下：

选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料；

降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度；

在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”；

在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。

减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。

重油燃烧器，燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气)。

2.按运行和操作方式分为:欧瑞特燃烧器有一级、两级、渐进两级式和带比例调节器的渐进两级式等(后者实行比例调节运行)

3.工业燃烧器系列:均为大功率燃烧器，专为特殊工业应用而设计。

三、技术及性能特征