工业烧嘴的低NOx技术.docx

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1、《工业炉》第21卷第3期1999年8月工业烧嘴的低NO、技术蒋哲天津市节能技术服务中心(邮编:300051)岳云郑机械部第五设计研究院(邮编:天津300190)摘要本文根据在燃烧过程中影响NO二的产生因素，提出相应的NO,减排技术，同时介绍了一些国外最新的低NO二烧嘴。关键词烧嘴低NOxLowNO.TechniquesinIndustrialBurnerJiangZhe(TianjinEnergy-savingTechnicalServiceCenter，300051)YueYune(The5thInstituteofPro

2、jectPlaning&Research,MMI.,Tianjin300190)AbstractAccordingtothefactorofNO,producingincombustion，thepaperdescribesthetechniquesofNO.reducing，andintroducethelatestlowNO.burnerinabroad.Keywordsburner，lowNO.环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。中国也一直把环境保护作为一项基本国策，正日益受到各方

3、面的重视。目前，我国的大气污染比较严重，其中大气中NO二的含量过高，造成酸雨、危害臭氧层等危害。因此有效地降低NO二的排放，将大大改善我国的空气质量。本文将介绍工业燃烧中NO二的减排技术，并介绍国外先进的低NO、烧嘴。I影响NO、生成的因素氮的氧化物包括N,O,NO和NO,.燃料与空气一起燃烧，由于空气过剩，N,和OZ在火焰中会产生NO-“热NO”。O+NZ-NO+NN+O:-NO+O影响NO产生的主要因素为:火焰温度，燃烧空气系数，燃烧产物在火焰中停留的时间。L1火焰温度实验表明，当火焰温度超过1400℃时，NO的含量会增

4、加。所以，任何使温度升高的过程(如预热、空气、过氧燃烧等)都会使NO、的排放增加。反之就会减少NO、的排放。L2空气系数在缺氧条件下燃烧会减少NO的生成。实验表明，随着空气系数的加大，NO的含量会迅速增加，当出现15%的过量空气时达到最大值(相应O:含量为3%，因此这个值做为NO、测量的标准)。当空气量超过15%，由于NO被烟气稀释，因此NO的含量开始减少。L3反应时间NO的含量随着燃烧区中燃烧产物与化学物质接触时间的增加而增加。这个时间由火焰大小、燃料与氧的混合方式以及再循环强度决定。2低NO、燃烧技术低NO二燃烧通常是

5、指在不改变燃烧质量(无NO产生)和设备的热特性的前提下，通过改变燃烧条件限制NO二的排放。在了解了上述NO二生成机理的前提下，采用如下的方法可以限制和减少NO.的排放量。如:降低火焰温度、烟气再循环、加水冷却、减少预热、催化燃烧、烧嘴设计(大比例空气调节;辐射烧嘴);减少局部O:量:减少空气过量系收稿日期:1999-05-10数、分级燃烧、烟气再循环;缩短反应时间:烟气再循环、烧嘴设计。实践中主要通过以下技术有效地降低NO二的排放。么1减少过里空气这项技术简单可靠，但要防止CO和其他未燃尽产物的生成。它可以减少50%的NO二

6、排放，并且可以提高设备的效率。2.2分级燃烧为降低火焰温度，可以分别将燃料、空气或同时将二者分级注人燃烧区。可以减少200o-60%的NO二排放。燃气可以分两级、两区注人:第一区，燃烧开始区，空气大量过剩(燃料不足)，由于有大量Oz，产生大量的NO;第二区，燃料完全燃烧区，产生碳氢基，将NO变为Nzo这项技术用于“GRC低NO.”的烧嘴中，如图1所示。这种烧嘴的NO、排放与普通燃气烧嘴排放的130mg/m3(n)NO.相比减少了500o0炉墙燃气空气空气导流片燃气图1多级燃烧烧嘴空气也可分两级注入:第一级，在燃烧开始时缺OZ

7、燃烧，限制NO的产生;第二级，加入空气以便完全燃烧，同时降低火焰温度以限制NO的产生。图2所示的“PAX-20N”烧嘴就是根据这个原理设计的。实验中用于热处理炉的烧嘴为230kW,预热空气为400℃。在1200℃的炉子中，排放的NO二大约为150mg/m3，比相同条件下的普通烧嘴少4-5倍。2.3燃烧产物再循环将炉子中的部分烟气重新注入烧嘴，会导致相对缺氧燃烧并降低火焰温度。其原理，如图3所示。综述:工业烧嘴的低NO二技术燃气图2OSAKA燃气PAX一20N空气分级烧嘴烧嘴空气图3烟气再循环技术在火焰扩散式烧嘴或蓄热式烧嘴

8、上通常使用这种技术可以减少50%的NO二排放，但烟气的循环系数必须低于3000-400o，以防止火焰的不稳定。当预热空气1100℃时，蓄热式烧嘴会产生超过3000mg/m3的NO.，烟气再循环可以将这个值减少到800mg/m3。么4催化燃烧在这种烧嘴中，燃料氧化反应不是通过燃烧，而是与一种