氣體燃料低NOx燃燒技術有哪些？

氮氧化物燃燒技術是改進燃燒設備或控制燃燒條件，以降低燃燒尾氣中NOx濃度的各項技術。影響燃燒過程中NOx生成的主要因素是燃燒溫度、煙氣在高溫區的停留時間、煙氣中各種組分的濃度以及混合程度，因此，改變空氣-燃料比、燃燒空氣的溫度、燃燒區冷卻的程度和燃燒器的形狀設計都可以減少燃燒過程中氮氧化物的生成。工業上多以減少過?？諝夂筒捎梅侄稳紵?、煙氣循環和低溫空氣預熱、特殊燃燒器等方法達到目的。

燃燒技術
國外低氮燃燒技術的發展已經歷三代。第一代技術不對燃燒系統做大的改動；第二代技術以空氣分級燃燒器為特征；第三代技術則是在爐膛內同時實施空氣、燃料分級的三級燃燒方式(或燃燒器)。

第一代低NOx燃燒技術
這一代技術不要求對燃燒系統做大的改動，只是對燃燒裝置的運行方式或部分運行方式做調整或改進。因此簡單易行，可方便地用于現役裝置，但NOx的降低幅度十分有限，主要通過以下幾種方式來實現降低NOx排放濃度。
(1)低過量空氣系數運行
這是一種優化裝置燃燒、降低NOx生成量的簡單方法。它不需對燃燒裝置做結構修改低過量空氣系數運行抑制NOx生成量的幅度與燃料種類、燃燒方式及排渣方式有關。電站鍋爐實際運行時的過量空氣系數不能做大幅度的調整。對于燃煤鍋爐而言，降低過量空氣系數會造成受熱面的粘污結渣和腐蝕、汽溫特性的變化及因飛灰可燃物增加而造成經濟性下降。對于燃氣、燃油鍋爐而言，主要限制在于CO濃度超標。

(2)降低助燃空氣預熱溫度
降低助燃空氣預熱溫度可降低火焰區的溫度峰值，從而減少熱力型NOx的生成量。這一措施不宜用于燃煤、燃油鍋爐，對于燃氣鍋爐，則有降低NO。排放的明顯效果。

(3)濃淡燃燒技術
這種方法是讓一部分燃料在空氣不足的條件下燃燒，即燃料過濃燃燒；另一部分燃料在空氣過剩的條件下燃燒，即燃料過淡燃燒。無論是過濃燃燒還是過淡燃燒，其過量空氣系數α都不等于1。前者α<1，后者α>1，故又稱為非化學當量燃燒或偏差燃燒。濃淡燃燒時，燃料過濃部分因氧氣不足，燃燒溫度不高，所以燃料型NOx和熱力型NOx都會減少。燃料過淡部分因空氣量過大，燃燒溫度低，熱力型NOx生成量也減少?？偟慕Y果是NOx生成量低于常規燃燒。

(4)爐膛內煙氣再循環
把煙氣摻入助燃空氣，降低助燃空氣的氧濃度，是一種降低燃煤液態排渣爐，尤其是燃氣、燃油鍋爐NOx排放的方法。通常的做法是從省煤器出口柚出煙氣，加入二次風或一次風中。加入二次風時，火焰中心不受影響，其唯一作用是降低火焰溫度，有利于減少熱力型NOx的生成。對固態排渣鍋爐而言，大約80%的NOx是由燃料氮生成的，這種方法的作用就非常有限。
對于不分級的燃燒器，在一次風中摻人煙氣效果較好，但由于燃燒器附近的燃燒工況會有所變化，要對燃燒過程進行調整。

(5)部分燃燒器退出運行
這種方法適用于燃燒器多層布置的電站鍋爐。具體做法是停止最上層或幾層燃燒器的燃料供應，只送空氣。這樣所有的燃料從下面的燃燒器送入爐內，下面的燃燒器區實現富燃料燃燒，上層送人的空氣形成分級送風。這種方法尤其適用于燃氣、燃油鍋爐而不必對燃料輸送系統進行重大改造。德國把這種方法用在褐煤大機組上，效果不錯。

第二代低NOx燃燒技術
這一代技術的特征是助燃空氣分級送人燃燒裝置，從而降低初始燃燒區(也稱一次區)的氧濃度，相應地也降低火焰的峰值溫度。屬于這一代措施的有現階段廣泛應用于電站鍋爐的各種低NOx空氣分級燃燒器。

第三代低NOx燃燒技術
這一代技術的主要特征是空氣和燃料都是分級送人爐膛。在一次區內，主燃料在稀相條件下燃燒，還原燃料投入后，形成欠氧的還原區，在高溫(>1200℃)和還原氣氛下析出的NH3、HCN、CmHn等原子團與來自一次區已生成的NOx反應，生成N2。燃盡風投入后，形成燃盡區，實現燃料的完全燃燒。屬于這一代措施是空氣/燃料分級低NOx旋流燃燒器和用于切圓燃燒方式的三級燃燒。

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