煤炭燃烧过程中如何净化?

如题所述

研制新型燃烧器如低NOx燃烧器,使燃料和空气逐渐混合,或调节燃料与空气的混合比,降低火焰温度,减少NOx生成。流化床燃烧,把煤和吸附剂加入燃料床层中,沸腾燃烧,减少SO2排放,且燃烧温度较低,大大减少NOx的生成量。第二代流化燃烧技术——循环流化床,进一步降低NOx排放量并提高脱硫率和燃烧效率。

低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中NOx的排放量低的燃烧器,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。

一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:1.燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;2.燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”,后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。

燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。

NOx是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对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,其主要途径是:

1.选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料;2.降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度;3.在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应NO”;4.在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。

减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环等。

燃烧器是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类:

1.阶段燃烧器。根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。

2.自身再循环燃烧器。一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。

3.浓淡型燃烧器。其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

4.分割火焰型燃烧器。其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。

5.混合促进型燃烧器。烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

脱硫专用的烟囱循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。

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