氮氧化物產(chǎn)生的原理及解決方案詳解
2022/09/21
氮氧化物產(chǎn)生的原理及解決方案詳解
NOX的產(chǎn)生機(jī)理：
一、熱力型氮氧化物生成機(jī)理(Zeldovich反應(yīng)式)
1、eldovich(捷里道維奇)反應(yīng)式
O2 + N 
2O + N
O + N2 NO + N
N + O2 NO + O
2、在高溫下總生成式為
O2 + N22 NO
NO +?O2 NO2
3、熱力型NOx的生成和溫度關(guān)系很大， 在溫度足夠高時(shí)，熱力型NOx的生成量可占到NOx總量的30% ， 隨著反應(yīng)溫度T的升高， 其生成量按指數(shù)規(guī)律增加。 當(dāng)T<1500℃時(shí)NOx的生成量不大， 而當(dāng)T>1500℃時(shí)，每增加100℃， NOx的生成量增大6～7倍。
4、降低熱力型NOx的生成有以下兩種方式
1）降低燃燒溫度， 避免局部高溫
2）降低氧氣濃度
二、瞬時(shí)反應(yīng)型(快速型)
1、快速型NOx是Fenimore（弗尼莫爾）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。 在碳?xì)浠衔锶剂先紵谌剂线^(guò)濃區(qū)域時(shí)， 在反應(yīng)區(qū)附近會(huì)快速生成NOx。
2、由于燃料中碳?xì)浠衔锝?jīng)高溫分解生成的CH自 由基可以和空氣中氮?dú)夥磻?yīng)生成HCN和N， 再進(jìn)一步與氧氣反應(yīng)以極快的速度生成NOx， 其形成時(shí)間只需要約60ms， 所生成的NOx與爐膛壓力的0. 5次方成正比。
3、快速型NOx的生成與O2 、N2和燃料濃度等因素有關(guān)。
4、快速型NOx多見(jiàn)于表面燃燒器和分段燃燒器等。
三、根據(jù)氮氧化物產(chǎn)生的成因，低氮解決方案如下：
NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方式和燃燒條件對(duì)NOx的生成有較大影響， 因此可以通過(guò)改進(jìn)燃燒技術(shù)來(lái)降低NOx， 市場(chǎng)上一般常用的低氮燃燒器有：
一、自身再循環(huán)燃燒器：利用助燃空氣的壓頭，把部分煙氣吸回，進(jìn)入燃燒頭，與空氣混合燃燒。由于煙氣自身再循環(huán)，煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx隨之減少。
二、煙氣外循環(huán)燃燒器 （FGR）:把部分煙氣從煙道直接引入燃燒器內(nèi)再循環(huán)，并加入燃燒過(guò)程，降低燃燒溫度，抑制NOx的生成。比如利雅路（RIELLO）FGR低氮燃燒器、歐瑞特（OLRIGHT）FGR低氮燃燒器
三、金屬纖維表面燃燒器：
1、預(yù)先混合均勻的燃?xì)馀c空氣混合物進(jìn)入燃燒器頭部， 在透氣性均勻的金屬纖維表面進(jìn)行燃燒。
2、由于金屬纖維的均勻透氣性和燃?xì)馀c空氣的均勻預(yù)混， 燃燒十分穩(wěn)定，溫度分布均勻， 沒(méi)有局部高溫存在，因此抑制了NOx的生成。
比如利雅路（RIELLO）前預(yù)混燃燒器、歐瑞特（OLRIGHT）前預(yù)混燃燒器、歐瑞特（OLRIGHT）后預(yù)混燃燒器
三、煙氣內(nèi)循環(huán)燃燒器(IFGR)或雙貧氧低氮燃燒器（DLC）
煙氣在爐內(nèi)循環(huán)使?fàn)t膛內(nèi)形成多級(jí)火焰， 火焰與煙氣互相擾動(dòng)， 火焰燃燒后產(chǎn)生的煙氣分別參與到其他幾級(jí)火焰中燃燒， 降低了火焰的溫度，更進(jìn)一步達(dá)到了降低NOx排放的效果。
