氮氧化物产生的原理及解决方案详解

发布时间:2022-08-24 15:09浏览次数:

氮氧化物产生的原理及解决方案详解

NOX的产生机理:

一、热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)

1eldovich(捷里道维奇)反应式

O2 + N  image.png2O + N

O + N2  image.pngNO + N

N + O2  image.pngNO + O

2、在高温下总生成式为

O2 + N2image.png2 NO

NO + ½O2 image.pngNO2

3、热力型NOx的生成和温度关系很大, 在温度足够高时,热力型NOx的生成量可占到NOx总量的30% 随着反应温度T的升高, 其生成量按指数规律增加。 T<1500℃时NOx的生成量不大, 而当T>1500℃时,每增加100℃, NOx的生成量增大67倍。

4、降低热力型NOx的生成有以下两种方式

1)降低燃烧温度, 避免局部高温

2)降低氧气浓度

二、瞬时反应型(快速型)

1、快速型NOxFenimore(弗尼莫尔)通过实验发现的。 在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓区域时, 在反应区附近会快速生成NOx

2、由于燃料中碳氢化合物经高温分解生成的CH 由基可以和空气中氮气反应生成HCNN 再进一步与氧气反应以极快的速度生成NOx 其形成时间只需要约60ms 所生成的NOx与炉膛压力的0. 5次方成正比。

3、快速型NOx的生成与O2 N2和燃料浓度等因素有关。

4、快速型NOx多见于表面燃烧器和分段燃烧器等。

三、根据氮氧化物产生的成因,低氮解决方案如下:

NOx是由燃烧产生的,而燃烧方式和燃烧条件对NOx的生成有较大影响, 因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx 市场上一般常用的低氮燃烧器有:

一、自身再循环燃烧器:利用助燃空气的压头,把部分烟气吸回,进入燃烧头,与空气混合燃烧。由于烟气自身再循环,烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx随之减少。

二、烟气外循环燃烧器 FGR:把部分烟气从烟道直接引入燃烧器内再循环,并加入燃烧过程,降低燃烧温度,抑制NOx的生成。比如利雅路(RIELLOFGR低氮燃烧器、欧瑞特(OLRIGHTFGR低氮燃烧器

三、金属纤维表面燃烧器:

1、预先混合均匀的燃气与空气混合物进入燃烧器头部, 在透气性均匀的金属纤维表面进行燃烧。

2、由于金属纤维的均匀透气性和燃气与空气的均匀预混, 燃烧十分稳定,温度分布均匀, 没有局部高温存在,因此抑制了NOx的生成。

比如利雅路(RIELLO)前预混燃烧器、欧瑞特(OLRIGHT)前预混燃烧器、欧瑞特(OLRIGHT)后预混燃烧器

三、烟气内循环燃烧器(IFGR)或双贫氧低氮燃烧器(DLC

烟气在炉内循环使炉膛内形成多级火焰, 火焰与烟气互相扰动, 火焰燃烧后产生的烟气分别参与到其他几级火焰中燃烧, 降低了火焰的温度,更进一步达到了降低NOx排放的效果。



 


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