分級(jí)燃燒降低NOx排放的影響因素
1 再燃燃料種類
1.1氣體與固體燃料作為再燃燃料降低NOx排放的效果比較
以甲烷和煤作為代表性再燃燃料，德國(guó)斯圖加特大學(xué)的研究者對(duì)氣體與固體燃料分別作為再 燃燃料對(duì)降低NOx排放的效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究比較，氣體燃料（甲烷）作為再燃燃料的效果要比固體燃料（煤）好的多。
1.2氣體作為再燃燃料的效果對(duì)比
根據(jù)目前資料，一般認(rèn)為氣體燃料與NOx發(fā)生還原反應(yīng)時(shí)，烴根是最有利于NOx還原的成分。Spliethoff等研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，再燃燃料中不同碳?xì)浠衔餄舛鹊淖兓?0％～100％）對(duì)NOx的還原率沒有太大的影響。因此，中國(guó)各種工業(yè)副產(chǎn)氣均可以考慮用來(lái)作為再燃燃料以降低燃煤鍋爐NOx的排放水平。但由于天然氣在燃燒時(shí)可以產(chǎn)生大量的烴根且不含有N元素，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)天然氣是最佳的再燃燃料。
2 再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)
再燃區(qū)中過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)NOx的濃度影響很大。在一定的條件下（如一定的溫度和停留時(shí)間），有一個(gè)最佳的過(guò)量空氣系數(shù)，此時(shí)NOx的濃度值最低。一般來(lái)說(shuō)，再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)α2選在0.7～1之間，但最佳值應(yīng)根據(jù)煤種、再燃燃料、溫度和停留時(shí)間等通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
再燃區(qū)空氣過(guò)量系數(shù)α2的減小雖有利于NOx的降低，但同時(shí)會(huì)引起飛灰含碳量的增加。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，當(dāng)α2小于0.8時(shí)，飛灰含碳量急劇增加。另外，再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)越低，其還原性氣氛越強(qiáng)，容易造成爐膛水冷壁的高溫腐蝕；當(dāng)爐內(nèi)氣流出現(xiàn)刷墻時(shí)，由于灰熔點(diǎn)的降低，加劇水冷壁的結(jié)渣，危及鍋爐的安全運(yùn)行。因此，從提高燃燒效率和飛灰的綜合利用以及鍋爐安全運(yùn)行方面來(lái)考慮，再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)不宜選得過(guò)低。
3 再燃區(qū)溫度水平
隨著再燃區(qū)中α2的降低，NOx的濃度也很快降低。高溫度水平下主燃區(qū)生成的高NO x濃度隨再燃區(qū)內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)的減小，NOx的 降低率加大。考慮到熱力型NOx在1 500 ℃后 將呈指數(shù)規(guī)律升高，再燃區(qū)溫度應(yīng)低于此溫度水平，以免燃盡區(qū)補(bǔ)充氧量后空氣中的氮?dú)馀c 氧生成熱力型NOx，導(dǎo)致鍋爐NOx排放整體水平的提高，從而降低分級(jí)燃燒降低NOx排 放的效果。
4 再燃區(qū)停留時(shí)間
再燃區(qū)停留時(shí)間是由再燃燃料噴口和燃盡風(fēng)噴口的位置決定的。為了延長(zhǎng)再燃區(qū)停留時(shí)間， 如將再燃燃料噴口過(guò)于靠近主燃燒器，則會(huì)降低燃盡率與NOx的還原率；如將燃盡風(fēng)噴口 上移，將使飛灰含碳量升高，降低燃燒效率并危及飛灰的綜合利用。因此，針對(duì)具體的條件 ，再燃區(qū)停留時(shí)間存在最佳值，并由試驗(yàn)確定。
5 結(jié)論
1）再燃燃料中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物氰基、氨基和烴根等起到分解氮氧化物的作用。實(shí)際應(yīng)用中 應(yīng)使再燃區(qū)內(nèi)各處處于還原性氣氛下，以使烴根CHi與NO相接觸，避免CHi與O接觸，從 而保證燃料分級(jí)燃燒降低NOx排放的效果。
2）氣體再燃燃料中不同碳?xì)浠衔餄舛鹊淖兓瘜?duì)NOx的還原率沒有太大的影響。
3）在滿足NOx排放水平前提下，再燃區(qū)內(nèi)盡量選取較高的空氣過(guò)量系數(shù)，以同時(shí)降低飛灰 含碳量、減輕爐內(nèi)高溫腐蝕和結(jié)渣程度。
4）合理選取再燃燃料噴入?yún)^(qū)位置和爐膛溫度水平，以保證最佳的降低NOx排放效果和較 低的飛灰含碳量。
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