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低NOx燃烧技术(LNB)
由NOx的形成条件可知,对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过剩空气量。因此,低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量,以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。
现代低NOx燃烧技术将煤质、制粉系统、燃烧器、二次风及燃尽风等技术作为一个整体考虑,以低NOx燃烧器与空气分级为核心,在炉内组织适宜的燃烧温度、气氛与停留时间,形成早期的、强烈的、煤粉快速着火欠氧燃烧,利用燃烧过程产生的氨基中间产物来抑制或还原已经生成的NOx。目前对低NOx燃烧技术的要求是,在降低NOx的同时,使锅炉燃烧稳定,且飞灰含碳量不能超标,并兼顾锅炉防结渣与腐蚀等问题。目前常用的低NOx燃烧技术有如下几种:
1)燃烧优化
燃烧优化是通过调整锅炉燃烧配风,控制NOx排放的一种实用方法。它采取的措施是通过控制燃烧空气量、保持每只燃烧器的风粉(煤粉)比相对平衡及进行燃烧调整,使燃料型NOx的生成降到*低,从而达到控制NOx排放的目的。
煤种不同,燃烧所需的理论空气量亦不同。因此,在运行调整中,根据煤种的变化,随时进行燃烧配风调整,控制一次风粉比不超过1.8:1。调整各燃烧器的配风,各燃烧器下粉的均匀性,其偏差不大于5%—10%。二次风的配给须与各燃烧器的燃料量相匹配,对停运的燃烧器,在不烧火嘴的情况下,尽量关小该燃烧器的各次配风,使燃料处于低氧燃烧,以降低NOx的生成
燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组成,其中NO含量超过90%,NO2约占5~10%,N2O只有1%左右。NOx理论上有三条生成途径:
燃料型NOx,燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成,所占NOx比例超过80~90%;
热力型NOx,助燃空气中的N2在燃烧后期1300℃以上的温度下被氧化而成;
瞬态型NOx,由分子氮在火焰的早期阶段生成,所占NOx比例很小。
利用煤粉燃烧过程产生的氮基中间产物或者往烟道中喷射氨气,在合适的温度、气氛或催化剂条件下将NOx还原,这是燃煤锅炉控制NOx排放的主要机理(图3-1)。由此衍生出炉内低NOx燃烧(简称LNB)、炉膛喷射还原剂的选择性非催化还原烟气脱硝(简称SNCR)和炉后烟道喷射还原剂的选择性催化还原烟气脱硝(简称SCR)等三类技术,这些技术成熟可靠,可单或组合使用。
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