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外部烟气再循环低氮燃烧技术

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外部烟气再循环低氮燃烧技术

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外部烟气再循环低氮燃烧技术

  烟气再循环,指抽取部分燃烧后产生的烟气与助燃空气混合送入燃烧系统,可以同时起到降低氧浓度和燃烧区域温度的作用,以达到减少NOx生产量的目的。其基本原理是:利用惰性气体的吸热作用降低火焰燃烧温度,同时降低了氧气的分压,减少了热力型NOx的生成;烟气的加入使得空气流速增加,促进空气与燃料的混合,减少快速型NOx的生成。该技术中再循环烟气与助燃空气的混合均匀十分重要,若两股气流无法有效掺混,会导致炉膛内氧分压分布不均,出现局部高温区,影响低氮燃烧效果。

  烟气再循环的应用可分为内部烟气再循环与外部烟气再循环。烟气内循环是通过燃烧器本体设计并与炉膛配合形成回流区,从而卷吸烟气,形成烟气内循环的技术。外部烟气再循环技术是指部分烟气经再循环管道与助燃空气混合后,通过燃烧器重新进入到炉膛内参与燃烧,内部烟气再循环与外部烟气再循环都可降低NOx排放。内部烟气再循环一般由燃烧器厂家根据燃烧器特点自行设置,工程中更多是考虑外部烟气再循环的应用。

  外部烟气再循环工艺适用于含氮量较低的燃料,对于采用燃气作为燃料的锅炉、热风炉、管式炉等具有显著效果。燃气炉中NOx以热力型NOx为主,1400℃以上时,燃烧温度每提高100℃ NOx产量增加6~7倍。增加烟气再循环降低燃烧温度后,NOx浓度可明显降低。燃煤锅炉中NOx以燃料型NOx为主,采用该技术NOx减排效果有限。根据若干已运行的烟气再循环项目经验,燃气锅炉NOx的减排率一般为35%~55%。

 

  烟气再循环对锅炉运行也存在一些不利影响。由于烟气再循环引入部分烟气,炉膛内温度降低,烟气流速增加,改变了炉膛与各受热面之间的热量分配,对锅炉效率产生一定影响。如烟气再循环率过高,炉温降低过多,易造成燃料燃烧不完全,热损失增加,锅炉燃烧不稳定,引发锅炉振动等问题,严重时锅炉还可能发生熄火等安全事故,因此烟气再循环率通常选择在10%~20%之间。