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低氮燃烧原理

低氮燃烧原理所谓低氮燃烧,就是通过调整燃料与空气在各燃烧阶段配比的方式,使燃烧产物中氮氧化物大幅度降低的燃烧技术。

煤粉在燃烧过程中产生的氮氧化物主要是和2,统称为。

煤粉在燃烧过程中生成的途径有三个:1热力型。

空气中氮气在高温下氧化生成的,一般在1300℃以上生成,占总量的10~20%;2燃料型。

燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解之后又氧化而形成的,占总量的75~90%;3快速型。

燃烧时空气中的氮,在火焰前沿的早期阶段,和燃料中的碳氢原子团反应而形成的,其所占比例很小,一般不予考虑。

热力型的生成机理为2→2反应速度最快2+→+,温度1538℃反应速度最慢2+→+,温度816℃反应速度较快从反应机理来看,抑制热力型生成速度的主要是其次个化学反应,氮气分子2需要特别高的温度和特别大的能量才能断开分子键≡,生成活性的氮原子。

另外,需要有足够活性的氧原子与之结合,才可生成热力型。

由此可见,足够高的温度水平和足够高的氧气浓度,是生成热力型的有利条件。

燃料型的生成机理为2→2燃料→自由基++…,温度=700~800℃自由基+→+…自由基+自由基→2+…缺氧环境在一般的锅炉燃烧工况下,800℃的温度水平是很轻易达到的,只要燃料中含有元素,含自由基的生成是不行避开的。

因此,足够高的氧气浓度,是生成燃料型的有利条件依据以上分析,生成条件总结如下:1首先要生成自由原子或含自由基:对热力型,其来源为≡,破坏分子键需极高的温度来供应足够的能量;对燃料型,其来源为含有机物热解,键能小,对温度要求低。

2其次要有氧与自由原子或含自由基结合:相对与,氧更倾向于与、等结合,只有氧浓度较高时,才易生成;缺氧环境下的自由或含自由基,会结合成≡,从而削减自由。

由此可见,掌握生成量可以从以下两点入手:1掌握自由原子或含自由基的生成——降低炉膛温度。

对-效果明显,对-几乎无效果。

2掌握局部氧浓度——主燃烧区缺氧燃烧-、-都有效果,对-效果尤为明显。

由以上分析可见,在煤粉燃烧过程中,的生成量,与各燃烧阶段的燃烧温度和过量空气系数等条件亲密相关。

基于炉内的低燃烧技术,便是依据的形成受温度、氧量的影响极大这一规律,通过改进燃烧方式,降低大量生成温度区间内的氧气浓度,从而降低的生成量。

低煤粉燃烧系统设计的主要任务是削减燃料型的生成量。

燃料型为煤中的有机氮氧化生成的,生成温度低于热力型,但与氧的浓度关系亲密,煤粉与空气的混合过程对其有显著影响。

因此,降低燃料型的主要方法是建立早期着火和使用掌握氧量的燃料空气分级燃烧技术,尽可能地使燃烧过程偏离生成的最佳化学当量比。

空气分级燃烧技术,是应用较为广泛的一种低氮燃烧技术。

在垂直方向上空气分级投入,总体上分成主燃烧区、紧凑燃尽风区、分别燃尽风区;而燃料在主燃烧区一次性全部投入。

主燃烧区在缺氧环境下燃烧,很大部分自由原子和含自由基转化为2;不完全燃烧使燃烧

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