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博恩对氮氧化物产生原理及解决方案的分析

发布日期:2020-05-06 10:42来源:未知 编辑:admin生物质能源

博恩浅析氮氧化物产生原理和解决方案

当今生物质工业存在的问题之一是氮氧化物排放超标。成都目前的区域需求为80毫克/立方米,其他区域的局部规模控制在200毫克/立方米以下。由于生物质燃料含有氮,高温燃烧产生的氮氧化物排放量一般应达到300毫克/立方米以上。最新的博恩低氮燃烧器最多可减少到200毫克/立方米。因此,许多地区禁止使用生物质燃料,尤其是广东省大湾区。个别城市已经开始全面限制生物质燃料的使用。SNCR非选择性催化还原广泛应用于国内脱硝技术,脱硝率达到50%。该技术在大部分地区的应用可以使生物质燃料的烟气排放满足当地的环保要求。下面引用的文件中描述的形成机理从原理上解释了氮氧化物的形成机理。

燃烧过程中燃料产生的氮氧化物氮氧化物主要是一氧化氮、二氧化氮和一氧化二氮,其中一氧化氮约占90%,煤粉锅炉几乎不产生一氧化二氮。根据燃料和燃烧前提的不同,氮氧化物的生成机理可分为热氮氧化物、快速氮氧化物和燃料氮氧化物。

  1、热力NOx

热氮氧化物是燃烧过程中高温空气中N2氧化产生的氮氧化物。影响热氮氧化物生成的主要因素是火焰温度、氧浓度和高温区的限制。温度越高,氧浓度越大,高温限制越大,热氮氧化物产生越多。对于煤粉锅炉,热氮氧化物占总氮氧化物排放量的20%。降低煤粉燃烧的火焰温度,实现低氧燃烧,可以有效抑制热氮氧化物的生成。

 2、快速NOx

碳氢化合物在空气中的预混燃烧产生快速的氮氧化物。它是在燃烧初期在火焰前沿内产生的,产生时间很短,产生量也很小,不到总氮氧化物的5%。只要连接足够的氧气供应以防止燃料分化成甲烷和甲烷,就可以抑制快速生成氮氧化物。

  3、燃料NOx

燃料中的氮氧化物是燃烧过程中自燃估算中氮化合物氧化生成的氮氧化物,占总氮氧化物生成量的75%。其中,挥发燃烧产生的氮氧化物占70%,焦炭燃烧产生的氮氧化物占燃料氮氧化物的30%。因此,挥发性燃烧产生的氮氧化物是燃煤锅炉氮氧化物排放的主要来源。煤中的氮化物沉淀温度非常高,在900K或以上时开始沉淀。总降雨量需要超过2000万,并且需要保持很长时间。因此,燃料氮氧化物的形成与煤的燃烧模式和燃烧条件有关,并取决于炉膛温度、水和煤粉浓度。

基于上述原因,目前的低氮氧化物燃烧技术包括低氧燃烧、分级燃烧、富分散和差分散等。归根结底,低氮氧化物燃烧器都试图在挥发澄清和早期燃烧期间尽快促进煤粉气体和热烟气的包含,以产生局部缺氧。在局部缺氧的情况下,早期产生的一氧化氮也可以在挥发和焦炭燃烧阶段还原到N2。因此,可以大大减少氮氧化物的排放。(摘自《汽锅道理》第三版)

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