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降(jiàng)低低NOx燃(rán)烧器中NOX排放的干式方法有哪些?燃烧器厂家小编下面就带你去详细了(le)解清(qīng)楚吧。
1降低氮氧化物排放(fàng)的(de)必要性(xìng)
氮氧化物即(jí)NOx,它是由多种化合物组成的一类物质,主(zhǔ)要包括N2O、NO、NO2、N2O3等(děng)等。燃烧是NOx产(chǎn)生的主要方式之一,大部分燃烧方式(shì)中产生的(de)NO约为90%左右,剩余(yú)的10%则以(yǐ)NO2为主。相关研究结果表明,火(huǒ)力(lì)发(fā)电是空(kōng)气(qì)中(zhōng)NOx的(de)主要来源,当空气中的NOx溶于(yú)水(shuǐ)之后会生(shēng)成硝酸雨,这种雨(yǔ)会对自(zì)然生(shēng)态环境带来(lái)很大程(chéng)度的危(wēi)害,并且酸雨还会对(duì)建筑物(wù)、工(gōng)业设备等造成(chéng)严(yán)重腐(fǔ)蚀(shí),进而引起(qǐ)巨(jù)大的经济(jì)损失。如果(guǒ)人(rén)们引用了含有酸性物质的地下水(shuǐ),会对(duì)身体健康造成(chéng)影(yǐng)响。同时,当NOx浓度超标之后,会与(yǔ)人体血液中的血色素相结合由此(cǐ)会(huì)导致(zhì)血液缺氧,进而进气中枢神(shén)经麻痹。近年来,我国在大力发展(zhǎn)经(jīng)济的同时,对自然(rán)生态环境(jìng)造(zào)成了一定(dìng)程(chéng)度的破坏,因NOx排放量超标引起的各种(zhǒng)环(huán)境(jìng)问(wèn)题越来越多。为了有效减轻NOx的危(wēi)害,需要逐步降低NOx的排(pái)放量,这已成为我国当前(qián)亟待解决的问题(tí)之一(yī)。
2NOx的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术
2.1NOx的(de)生成机理(lǐ)
相关研(yán)究结果表明,NOx主要有以下几种生(shēng)成途径:
2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料(liào)当中所含有的氮化合(hé)物在(zài)燃烧过程(chéng)中发生热分(fèn)解,进而氧化(huà)生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体(tǐ)是指空(kōng)气(qì)当中的氮(dàn)气在高温的条件(jiàn)下经(jīng)过氧(yǎng)化后生成NOx。
2.1.3快(kuài)速(sù)型(xíng)NOx。当燃烧燃烧时(shí),空气中(zhōng)的(de)氮与燃料当中(zhōng)的碳氢离子团会发生(shēng)化学反应,由此会快速生成NOx。
在上述三种生成途径当中,快速型所占(zhàn)的比(bǐ)例相对较少,仅为5%左右;当(dāng)温度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率非常低,但当温(wēn)度超(chāo)过1600摄氏度后,热力型的(de)NOx生成速(sù)度会急剧增加,并且两者(zhě)之间成正比例关系,即温(wēn)度越高,NOx的生成(chéng)率越高。
2.2燃气燃烧器的脱氮技术
为了(le)有效降低NOx的排放(fàng),经(jīng)常会采用向燃烧室内(nèi)注水火(huǒ)势蒸(zhēng)汽(qì)的方法,以此(cǐ)来降低燃(rán)烧温度,从而达(dá)到减少(shǎo)NOx的排放量。实践证明(míng),虽(suī)然这种方法可以使(shǐ)NOx的排放量有所(suǒ)降(jiàng)低(dī),但却会对燃烧的稳定性(xìng)造成(chéng)一定的(de)影响,所(suǒ)以该方法现已很少使用(yòng);有些电厂采用SCR法来降低NOx的排(pái)放,SCR即选(xuǎn)择性催化还原法(fǎ),它是在催化剂的作用下(xià),将(jiāng)N0和NO2还(hái)原(yuán)成为N2,该过程中基本不会发(fā)生NH3的氧化反应,显著(zhe)提高(gāo)了N2的选择性,并且还大幅度减(jiǎn)少了NH3的消耗。但采用该方法时,需要在燃气燃烧(shāo)器的排气中,加装专门(mén)的SCR脱硝装置(zhì),由此使得成(chéng)本增(zēng)大(dà);干式低氮燃烧技术简称DLN,它的原理是先让燃烧(shāo)与(yǔ)较(jiào)多的空气相混(hún)合,这样做的主要目的是稀释燃料,然后再进行低(dī)温度的燃烧(shāo),借(jiè)此来达到降低NOx的(de)目的。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定(dìng)性(xìng)造(zào)成影响(xiǎng),也不会导(dǎo)致生产成本大(dà)幅度增加,所以(yǐ)该方法的应用日益(yì)增多。
3干式燃(rán)烧(shāo)法在燃气燃(rán)烧器(qì)降(jiàng)低氮氧化物(wù)排放(fàng)中的应用
3.1低(dī)氮燃烧器燃烧系统
该系(xì)统(tǒng)是随(suí)着F级燃气燃(rán)烧器的出现而出现的,其现已成为F级系列燃气燃烧器的(de)标配。在DLN-2系统的燃烧(shāo)中,可以使用天然气(qì)作为燃料(liào),也可以使(shǐ)用清油作为(wéi)燃料(liào)。当以天然(rán)气作为燃料时(shí),如果基本(běn)负(fù)荷小于50%,可采(cǎi)用扩散燃烧模式,若是负荷大于50%,则可采用预混(hún)模式。以清油作为燃料(liào)时,可以采用扩展模式,但需要(yào)注入一定剂量的水或是蒸汽。
3.1.1燃(rán)烧室(shì)。DLN-2的燃烧室为单级,燃烧的过程中仅(jǐn)有一个燃烧(shāo)区域(yù),每个燃(rán)烧(shāo)室均配(pèi)备的(de)5个(gè)喷嘴。输(shū)入(rù)的天然气有将近90%左右(yòu)会被注(zhù)入到预混器当中,空气则会在喷嘴周围的管道内与(yǔ)天然气(qì)相混合;经充分混合之后的气体会(huì)从喷嘴中喷向燃烧(shāo)区域,并进(jìn)行稀释低NOx燃(rán)烧(shāo)。在(zài)预混器内(nèi)设计了涡(wō)流(liú)消除装(zhuāng)置和燃烧导流器(qì),由此能够进(jìn)一步提升燃烧的稳定(dìng)性。剩余10%左右的天然气,会(huì)通(tōng)过布设(shè)在燃烧筒周围(wéi)的筒体注入(rù)到喷嘴旋流器前的空气流中(zhōng),这(zhè)部(bù)分燃料能够起到(dào)控制燃烧室(shì)内压力(lì)动态振动的(de)作用。
3.1.2运行(háng)模式。DLN-2系(xì)统的燃烧模式有以下几(jǐ)种(zhǒng):①一次气(qì)。这种燃烧模式是指燃料仅通向四个喷嘴的扩(kuò)散通道(dào)进行扩(kuò)散燃(rán)烧,常用于(yú)燃气燃烧器点火后转速(sù)达到81%全转速前的阶段;②L-L。这种燃烧模(mó)式又被称之为贫-贫燃(rán)烧,具(jù)体是指燃(rán)料通向四个喷嘴(zuǐ)的(de)一次扩散通道和(hé)三次预混气通道。该模式常被用于(yú)从(cóng)81%全转速到(dào)燃烧温度达到预设温度(dù)阶段。③先导(dǎo)预混。若是(shì)在(zài)燃烧过(guò)程中,IGV温度控制没(méi)有投入,或(huò)是预混模式被禁(jìn)止时(shí),便(biàn)可在该模式下运行。在先(xiān)导(dǎo)预混(hún)模式中,一、二(èr)、三次气(qì)流量的分配为固定不(bú)变。④预混(hún)。这种模式通常在压气机(jī)进(jìn)口抽气加(jiā)热投入为50%基本(běn)负荷(hé)的(de)条件下(xià)使用。
3.1.3燃料控制(zhì)。DLN-2系统的(de)燃料控制主要是按(àn)照燃(rán)烧(shāo)温(wēn)度及IGV运行控制方式对一、二、三、四次气的(de)流量分配进行调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统
该系统的燃烧室主要是(shì)由以下几个部分组成:火焰筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流衬套以及(jí)喷嘴(zuǐ)等。空(kōng)气与燃料的混合物经由预(yù)混区后,会从喷(pēn)嘴流入到火(huǒ)焰筒当中,并被置于(yú)燃(rán)烧室上的点火(huǒ)器点燃。整个燃烧过程所生成的副产物会经由过渡段进入到透平一级喷(pēn)嘴环。与DLN-2燃(rán)烧系统相比,2.6系统取消了二次和三次燃气的(de)分配阀,采(cǎi)用了全预混的燃(rán)烧(shāo)模式。2.6系统(tǒng)很显(xiǎn)著的特点是在燃烧室的中心轴方向上加(jiā)装了第六个(gè)喷嘴,它的燃料流量(liàng)与燃(rán)空比可独立调节,即使将该喷(pēn)嘴关闭,燃料也不(bú)会产生额外一(yī)氧化碳(tàn)的增(zēng)加。其(qí)余(yú)的五个(gè)喷嘴分成(chéng)了(le)两组,一(yī)组为2个,一组为三个。此外,2.6系统的全预(yù)混模式可分为5种不同的模(mó)式,具体(tǐ)为PM1燃烧(shāo)、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧(shāo)以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点火启动之后,直至达到满负(fù)荷运行过程中,各个(gè)模式之间可以(yǐ)互(hù)相切换。由于2.6系统采(cǎi)用了(le)全预混模式,从而使得燃烧室的结构获得了简化,并(bìng)且整个系统有单一的控制阀进行调节,喷嘴的控制方式也(yě)得以简化。换言之,2.6系统是DLN-2系统的改进升级版(bǎn),虽然该(gāi)系统在各(gè)方面的性能上都得到(dào)了优(yōu)化,但具体应用(yòng)中,还应当结合燃气燃烧器的机型进(jìn)行(háng)选(xuǎn)择。这是因为(wéi)所选的系(xì)统与机型匹配(pèi)性越高,降低氮氧化物的效(xiào)果就越(yuè)好。
结论:
综上所述,在燃气燃烧器运行的过程中,不可避免地会产生出氮氧化(huà)物(wù),它的(de)大量排放会对人体和自然生态环(huán)境造(zào)成严重危害(hài),为此应当在(zài)确保(bǎo)燃气燃烧器正常稳定运行的(de)前提下,尽(jìn)可能降低氮氧(yǎng)化物的(de)排放量。
本文就燃气(qì)燃烧器降低氮氧化物的干式(shì)燃烧方法(fǎ)进行论述,针对不同(tóng)的机(jī)型可以选(xuǎn)用相应的DLN燃(rán)烧系统。实践证明,干式燃烧方法(fǎ)能够显著燃气燃烧器的氮氧化物排放量,由此可见,该方法具有一定的推(tuī)广使用价值(zhí)。