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【蓝天郎凤娥锅炉技术专栏】立式炉三维立体分级OFA燃尽风低氮燃烧技术

作者/来源:www.sxlantian.com   发表时间:2020-10-21 09:57:09

山西郎凤娥锅炉技术专栏】立式炉三维立体分级OFA燃尽风低氮燃烧技术

立式炉三维立体分级OFA燃尽风低氮燃烧技术是一种针对立式工业锅炉,通过可调分级送风手段实现的低氮燃烧技术。山西蓝天郎凤娥透露该技术已获国家发明专利授权。

郎凤娥近日在锅炉技术直播专栏中介绍了该技术空气分级燃烧的基本原理:

将燃烧所需的空气量分成N级送入炉膛,使主燃烧区内过量空气系数在0.8-1,燃料先在富燃料条件下燃烧,使得燃烧速度和温度降低,延迟了燃烧过程,在还原性气氛中大量含氮基团与NOx反应,提高了NOx向N2的转化率,降低了NOx在这一区域的生成量。将燃烧所需其余空气通过布置在主燃烧器上方的OFA喷口SOFA喷口送入炉膛,在供入燃尽风以后,成为富氧燃烧区。此时空气量虽多,但因火焰温度低,且大部分含氮基团在主燃区已反应完成,最终NOx生成量不大,同时空气的供入使剩余燃料充分燃尽,保证燃烧效率,最终炉内垂直空气分级燃烧可使NOx生成量降低30-40%。

山西郎凤娥进一步讲解了燃烧过程减少氮氧化物的原理:

燃料型NOx是NOx排放的主要来源,燃料N与O2反应生成NO的过程包括有:

      HCN+O2→NOx+……                                  (1)

      NH3+O2→NOx+……                                  (2)

      Cf-N+O2→NOx+……                                  (3)

另一方面,热解与氧化反应过程同时存在,由热解析出的CH4 , HCN和NH3都可还原NOx,反应方程为:CHi+NOx→HCN..... (4)

        HCN+O.OH→ N2+……                                 (5)

      NOX+NHj→N2+……                                    (6)

同时还存在复杂的气相还原NO和异相还原NO的过程,焦炭表面上的异相机理为:

      2NOx+2( C)→N2 +2CO                                 (7)

      (C) +2NOx→CO2+N2                                   (8)

从NOx的产生与还原机理可知,在贫氧的条件下,燃料N以HCN , NH3 ,NOx等形式存在,生成的NO可与气相中的还原性物质CH、HCN、NH等发生同相还原反应转化成N2,实现了低NOx燃烧。在富氧的条件下,气相中的还原性物质和焦炭与O2发生氧化反应被消耗掉,燃料N易于转化为NOx,不利于NOx的减排。此时空气量虽多,但因火焰温度低,且大部分含氮基团在贫氧区已反应完成,最终NOx生成量不大,同时空气的供入使剩余燃料充分燃尽,保证燃烧效率,最终炉内垂直空气分级燃烧可使NOx生成量降低30-40%。

不同工况下采用低氮燃烧技术时污染物排放值对比

山西蓝天郎凤娥进一步向大家解释了本技术的创新点:

1、SOFA以四角切圆旋转送风的分级模式出现。

2、SOFA四角切圆旋转送风和OFA在前后(左右)墙对冲送风两种方式以共存的分段分级配合方式存在的。

3、OFA平面在SOFA平面和燃烧器平面的中间,偏差不超过10%,h2=0.5h1±10%。

4、以上述OFA和SOFA分段分级配风方式构成的旋流燃烧器对冲燃烧方式或单墙布置方式。【山西郎凤娥锅炉技术专栏

 

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