通常认为,在全预混低氮锅炉的燃烧过程中,热力型NO对氮氧化物的贡献率为90%~95%,而快速型NO的贡献率仅为5%~10%。在某些情况,如在全预混低氮锅炉炉膛温度较低、富氧燃烧的扩散火焰条件下,快速型NO的影响占主导地位。降低氮氧化物的主要方向是抑制火焰峰值温度,缩短烟气在炉膛高温区的停留时间,降低氧气浓度等。具体的技术手段包括:稀薄预混燃烧技术、火焰冷却、烟气再循环等。

        1、稀薄预混燃烧技术。即通过控制过剩空气系数来控制燃烧温度,但会使火焰变得不稳定甚至熄火。稀薄预混燃烧技术与多孔介质(如金属纤维网)燃烧的结合,改善了上述情况。多孔介质的孔隙很小,一般不存在宏观尺度上的火焰,从理论上讲,不会发生回火、熄火等情况,从而克服了稀薄预混燃烧的缺点。多孔介质的存在显著改善了燃烧室的换热性能,可燃混合气燃烧放出的热量可迅速传递到多孔介质中,并通过多孔介质以辐射和导热方式向低温区域传热,使新鲜可燃混合气得到有效预热,促进火焰区的化学反应,使火焰传播速度明显增大,还可避免局部高温区的形成,从而显著消减氮氧化物的形成。

        2、火焰冷却。利用燃烧产物、水或蒸汽降低火焰温度,目的是为了降低火焰峰值温度和缩短烟气在高温区的停留时间。

        3、烟气再循环。将烟气混合在燃料或空气中,延缓燃料与空气之间的混合,使得反应区域氧气浓度降低,并降低全预混低氮锅炉炉膛温度。然而,烟气再循环技术中烟气回流量的调节和控制较为复杂,回流烟气与空气混合后易产生凝结水,对全预混低氮锅炉燃烧器造成腐蚀。此外,由于回流烟气的含氧量低于空气的含氧量,为了维持全预混低氮锅炉合适的空燃比,燃气流量也应相应降低,从而导致燃烧器的热功率下降。

        我们基于稀薄预混燃烧技术(结合多孔介质)、火焰冷却技术,对两种全低氮燃烧技术——贫燃料预混燃烧技术、水冷却预混燃烧技术工艺与实际应用效果进行探讨。

        了解更多全预混低氮锅炉资讯:http://www.sxdl.cn