近幾年環保局對鍋爐氮氧化物排放解決力度加大,要想解決問題,必須找到氮氧化物產生的根源。
一、燃燒過程中NOx的形成類型及原理:
燃料型NOx;
快速型NOx;
熱力型NOx。
1、燃料型NOx形成原理:
燃料型NOx指燃料中含氮化合物,在燃燒過程中進行熱分解,繼而進一步氧化而生成NOx。同時還存在NO的還原反應。燃料型NOx的生成和還原機理相當復雜,至今仍無法解析清楚。燃料型NOx的生成可用下式表示:
說明:燃料型Nox的形成,主要在煤鍋爐中較多,約占其Nox總量的70%-80%,原因是煤中雜質較多。而對于燃氣鍋爐,燃料型Nox則很少。
2、快速型NOx形成原理:
快速型NOx的生成是通過燃料產生的CH原子團撞擊N2分子,生成HCN類化合物,再進一步氧化而生成的,這個反應很快,所以稱為快速型NOx??焖傩蚇Ox的生成可由以下式子表示:
溫度對快速型NOx的生成影響很小,與熱力型和燃料型NOx的生成量相比,快速型NOx的生成量要少得多。
3、熱力型NOx形成原理:
燃燒時,空氣中氮在高溫下氧化產生,其中的生成過程是一個不分支連鎖反應。其生成機理可用捷里多維奇(ZELDOVICH)反應式表示,即:
O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O
在高溫下總生成式為: N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2
影響熱力型NOx生成量的主要因素有燃燒反應的溫度、氧氣濃度和反應時間,而且溫度對熱力型NOx的生成影響最大。實際上在 1 350 ℃以下,熱力型NOx生成量很少,溫度每增加100 ℃,反應速率增大6~7倍,熱力型NOx生成量迅速增加,溫度達1600 ℃以上時,熱力型NOx占NOx生成總量的25%~30%。
綜上所述:對于燃氣鍋爐,我們減少NOx產生的方式即為控制熱力型NOx的生成。
3、解決方法
(1)配套FGR燃燒技術;
(2)FIR燃燒技術;
(3)分級燃燒技術
(3)表面燃燒技術;
(4)整體更換鍋爐。
所以要降低鍋爐氮氧化物的排放,其低氮改造改造方式主要取決于鍋爐本身內部結構和爐膛尺寸,另外還有鍋爐燃氣壓力、流量以及鍋爐煙囪安裝方式。此外,氮氧化物分析儀必不可少。