低氮燃烧技术及其应用

煤在燃烧过程中所产生的氮氧化物主要为NO和NO₂，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NO_X。大量实验结果表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO平均约占95%，而NO₂仅占5%左右。

1.降低NO_X的燃烧技术

NO_X是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NO_X的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NO_X，其主要途径如下。

通过降低空气过剩系数来降低燃料周围氧的浓度。在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少热力反应生成的NO。在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。

减少NO_X的形成和排放通常运用的具体方法有：分级燃烧、再燃烧、低氧燃烧浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。

2.常用低氮氧化物燃烧器

燃烧器是锅炉的重要组成部分，它保证燃料稳定燃烧和燃料的完全燃烧，因此要抑制NO_X的生成量就必须从燃烧器入手，即采用低NO_X燃烧器。低NO_X燃烧器是指采用燃料燃烧过程中NO_X排放量低的燃烧器。

低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类。(www.xing528.com)

（1）阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NO_X的生成。

（2）自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧，由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NO_X减少；另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能的双重效果。

（3）浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NO_X都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

（4）分割火焰型燃烧器 其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热力反应生成的NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热力反应生成的NO”和“燃料中的NO”都有明显的抑制作用。

（5）混合促进型燃烧器 烟气在高温区停留时间是影响NO_X生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NO_X的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

（6）低NO_X预燃室燃烧器 预燃室是我国开发研究的一种高效率、低NO_X分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发成分，因此减少了NO_X的生成。