燃料燃烧过程中NOx产生的机理.doc

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1、燃烧过程中NOx生成机理1本文介绍燃料燃烧过程中NOx产生的机理和危害，我国电站锅炉还未有Nox排放标准．四角切圆燃烧锅炉有利于降低NOx生成和控制NOx排放，适合我国国情，电站锅炉采用低NOx燃烧是一投入少，见效快的发展道路。     关键词：四角切圆燃烧降低NOx生成 控制NOx排放 0前言    当今世界对电站锅炉产生的有害排放物作为一个重要控制指标，世界发达国家均已制定了电站锅炉NOx排放标准，美国已建电站锅炉NOx排放规定：    气体燃料：    86g／GJ    油：          129g／GJ    煤：切圆燃烧  193g／GJ    

2、墙式燃烧  215 g／GJ    新建电站锅炉NOx排放在某些地区必须达到50g／GJ。对达不到标准的要受到严厉的处罚，直至关闭。    我国现在还没有电站锅炉NOx排放标准和连续测量NOx排放的装置。现按引进技术制造设置顶部风(即OFA)的1025t／h控制循环锅炉在性能考核期内，NOx排放值：吴径热电厂为152g／GJ，石横发电厂为225g/GJ，其他较多锅炉还未得到控制。    氮氧化物主要以NO、N02、N2O、N203、N204、N205等形式出现，统称为NOx。在空气中，NO浓度越大，毒性越强，N02的毒性更大。它很易与人体和动物血液中的血色素混合

3、夺取氧分，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹症，N02还强烈刺激呼吸器管粘膜，引起肺部疾病。还对入体的心、肝、肾脏及造血组织有损害，严重时会导致死亡。    NO和N02会破坏同温层中的臭氧层，使其失去对紫外光辐射的屏蔽作用，危害地面生物。大气中有NOx与Sox、粉尘共存，生成硫酸或硫酸盐溶液和硝酸或硝酸盐溶液，形成酸雨。    由于NOx对人类和自然界存在危害，必须控制NOx的生成和排放。我国也应参照先进国家的经验，尽早制定出符合国情的火电站锅炉NOx排放标准。1 NOx的生成及控制    NOx大多在各种燃料的燃烧过程中产生的，其中NO约占NOx总量的90％-95

4、％，在大气中会迅速氧化成毒性更大的NO2燃料燃烧中生成的NOx有“热力型”和“燃料型”两种：“热力型NOx”----由空气中的氮气在高温下与氧化合而成。“燃料型NOx”——由燃料中的化学氮在挥发分析出中成离子状态与高浓度氧化合而成。“热力型NOx”产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性，其次是高的氧浓度，要减少“热力型NOx”的生成，可采取以下措施：    (1)减少燃烧最高温度区域范围。    (2)降低锅炉燃烧的峰值温度。    (3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。    “燃料型NOx”是燃料内含氮在燃烧过程中成离子析出与含氧物质反应形

5、成NOx，或与含氮物质反应又成氮分子。燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，可采取以下措施降低此转换率，控制NOx排放总量。    (1)减少燃烧的过量空气系数；    (2)控制燃料与空气的前期混合；    (3)提高入炉的局部燃料浓度。    热力型和燃料型NOx在燃烧时会同时存在，当燃用挥发分较高的煤时，燃料型NOx含量较多，排烟中NOx的含量多少还与燃烧方式有关，四角切圆燃烧能控制较低的NOx排放。2四角切圆低NOx燃烧的措施    不同的燃烧方式，产生的NOx量不同，从美国的电站锅炉NOx排放标准得知，四角切圆燃烧产生的NOx较其他燃烧方式低

6、，因此是一种先天性降低NOx生成的有效措施。    我国现有大多电站锅炉为四角切圆燃烧方式。这种燃烧器性能设计是按设计导则进行，根据煤种布置一、二次风喷嘴，一般成间隔布置如图1所示。它的横截面尺寸与水冷壁间的关系如图2所示。图中尺寸系按煤种、燃料量、空气量等参数确定。    燃烧过程中，控制NOx生成量的主要方法是采取分级燃烧，降低氧浓度和燃烧温度以及将燃烧器喷嘴出口燃料分为浓稀两相。在主燃烧区实行低氧、低温燃烧降低NOx生成。在燃烧器顶部设置燃烬风喷嘴(OFA)，配以不同风量，燃烬在主燃烧区低氧条件下产生的未燃气体和炭分。为适应不同燃烧工况需要，将OFA又分为

7、三种型式。    与主燃烧器一体的CCOFA；与主燃烧器分开的低S0FA和高SOFA，如图3所示。对燃油锅炉，可采用低过量空气系数和CCOFA，及较低的二次风温度。    对燃煤锅炉，按煤种分类，取用试验得出的OFA配风率和NOx生成量间的关系，配以合适的OFA风量，使NOx排放达到保证    OFA的风率分配如表1所示。沿炉膛高度送入的位置如图5所示的分级燃烧系统。0F、A设置型式 1A  1B  2A  2B  2C  3A  3B  3C FA占空气量％  CCOFA低一SOFA％高一SOFA％ 12   20  25  30   35  37   42 

8、 4712   20