網(wǎng)站編輯：admin │ 發(fā)表時(shí)間：2025-03-05 │

隨著能源消耗的增長(zhǎng)，燃料燃燒后排放出來(lái)的有害物質(zhì)越來(lái)越多，成為大氣污染的一個(gè)重要因素。煙氣中的有害物為：水、碳氧化物、氮氧化物和硫化物等。其中特別是一氧化碳、氮氧化物和硫化物對(duì)人的危害最大。

在正常條件，氣體燃料是經(jīng)過(guò)脫硫凈化的，燃燒以后生產(chǎn)的    數(shù)量很少。只要燃燒完全，煙氣中CO 的含量也是很小的，因此在燃?xì)馊紵^(guò)程中如何減少氮氧化物的發(fā)生量，就成了一個(gè)比較突出的問(wèn)題。

氮氧化物的生成機(jī)理

在多數(shù)工業(yè)爐的燃燒過(guò)程中，排放出來(lái)的氮氧化物主要是一氧化氮，以后再氧化成二氧化氮。

一氧化氮的生成反應(yīng)為：O2+N2=2NO—180kJ

其鏈反應(yīng)為：O+N2=NO+N   

            N+O2=NO+O

總反應(yīng)中，正反應(yīng)的活化能為E=53.9x10⁴ J/mol，逆反應(yīng)的活化能為-E=36.0x10⁴ J/mol。由于正反應(yīng)的活化能很大，因此NO的生成在很大程度上=依賴(lài)于溫度。當(dāng)溫度較低時(shí)NO的生成速度減慢。另一方面，NO的生成速度與氧的濃度有關(guān)，在空氣不足的情況下，NO的生成量也減少。

如上圖所示出了在火道式燃燒器試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)得的NO排出量與過(guò)剩空氣系數(shù)及空氣預(yù)熱溫度的關(guān)系。在試驗(yàn)中燃?xì)夂涂諝馐峭耆A(yù)混的。可以看到，過(guò)?？諝庀禂?shù)對(duì)NO的排出量有很大的影響。當(dāng)α=1.2時(shí)，NO的排出量最大，這是由于氧分子的濃度和燃燒溫度這兩個(gè)因素同時(shí)起作用的結(jié)果。α<1.2時(shí)，自由氧的減少使NO的生成量減少；。α>1.2時(shí)，由于過(guò)剩空氣過(guò)多，燃燒區(qū)溫度下降，也使NO生成量減少。因此，在燃燒過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制過(guò)?？諝庀禂?shù)。

減少氮氧化物生成量的措施

根據(jù)氮氧化物生成的條件可以確定，減少氮氧化物生成的主要途徑是降低火焰溫度（或減少煙氣在高溫區(qū)停留的時(shí)間）和減少過(guò)?？諝饬?。

在實(shí)際工程上采取的措施有以下幾方面：

1.分段燃燒   在爐子總的過(guò)?？諝饬勘３植蛔兊那疤嵯?，把送往燃燒器的空氣量減少到低于理論空氣量。將另一部分空氣在燃燒室上方送入爐膛，當(dāng)未燃盡的燃?xì)馍仙龝r(shí)，遇到上方送入的空氣而得到完全燃燒。這種燃燒方式就稱(chēng)為分段燃燒。

在天然氣鍋爐上采用分段燃燒的溫度分布曲線和正常燃燒時(shí)的溫度分布線對(duì)比于圖5-27上?？梢钥闯觯侄稳紵够鹧鏈囟鹊姆逯岛推骄刀冀档土?，這樣可以使   的發(fā)生量減少80%左右。

2.煙氣再循環(huán)  將爐窯尾部排出的部分低溫?zé)煔馔紵玫目諝庠谌紵魅肟谝郧跋嗷旌?。?dāng)煙氣達(dá)到一定循環(huán)量時(shí)，爐膛溫度將進(jìn)一步下降，因而使煙氣中氮氧化物的含量更加減少。

3.設(shè)計(jì)新型燃燒器， 如上所述，可以利用較冷的燃燒產(chǎn)物來(lái)降低燃燒溫度，以減少氮氧化物的發(fā)生量。如果燃燒器設(shè)計(jì)合理，也可以利用空氣動(dòng)力學(xué)原理在爐膛內(nèi)達(dá)到這一要求。

工業(yè)燃?xì)馊紵到y(tǒng)的燃燒區(qū)域

對(duì)于一個(gè)工業(yè)燃?xì)馊紵飨到y(tǒng)，大體上都存在四個(gè)燃燒區(qū)域，如上圖所示。1區(qū)是點(diǎn)火和穩(wěn)焰區(qū)。2區(qū)是主燃燒區(qū)。3區(qū)是混合區(qū)，高溫?zé)煔夂蜖t內(nèi)煙氣在該區(qū)域混合。4區(qū)為爐膛區(qū)，該區(qū)內(nèi)煙氣的濃度及溫度比較均勻。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道，大部分氮氧化物是在主燃燒區(qū)2和其后的混合區(qū)3內(nèi)形成的。因此，降低氮氧化物發(fā)生量的燃燒設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)是：

（1）減少氣體在高溫點(diǎn)火區(qū)和穩(wěn)焰區(qū)的停留時(shí)間；

（2）降低主燃燒區(qū)的溫度；

（3）讓溫度較低的煙氣和熾熱的燃燒產(chǎn)物盡快混合；

（4）將爐膛溫度維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃缴稀?/span>

目前已經(jīng)制造了這種新型燃燒器。這種燃燒器出口附近的穩(wěn)焰區(qū)很小，氣流在那里停留的時(shí)間很短。緊接著就是噴口的高速燃燒產(chǎn)物卷吸爐膛內(nèi)溫度較低的煙氣，使燃燒溫度降低。

4.采用催化燃燒  采用催化劑可以使燃燒反應(yīng)的溫度下降，從而減少氮氧化物的發(fā)生量，甚至有可能完全消除氮氧化物的產(chǎn)生。