燃气锅炉超低氮排放改造原理及技术.pdfVIP

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随着国家政府对环境保护的重视以及近几年连续出台的大气污染防治攻坚

战文件来看，各地环保局对当地企业强制要求并执行燃煤锅炉更换为低氮燃气锅

炉，普通的燃气锅炉实施低氮改造。普通的燃气锅炉尾气排放的有害颗粒物，例

如氮氧化物、一氧化碳等，成为大气污染的罪魁祸首，因此锅炉的低氮改造将会

是一些生产企业及供暖单位迫切面临的任务。那么，大家只知道锅炉需要改造，

但是，燃气锅炉超低氮排放改造的原理是什么，需要什么技术能实现超低氮排放

呢？下面，由中鼎锅炉专业技术人员给大家简单介绍一下。

1、氮氧化物危害

氮氧化物即一氧化氮、二氧化氮等气体，为高温条件下，空气中的氮气和氧气化

合反应生成。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，硝酸是酸

雨的成因之一;它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。酸雨危害

是多方面的，包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸

雨可使儿童免疫功能下降，慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加，同时可使老人眼

部、呼吸道患病率增加。酸雨还可使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨影

响下，可减产13%至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产

量下降。酸雨对森林和其他植物危害也较大，常使森林和其他植物叶子枯黄、病

虫害加重，最终造成大面积死亡。

2、氮氧化物排放标准

我们知道用燃气锅炉替代燃煤锅炉能够大大降低污染，普通的燃气锅炉氮氧

化物排放高于30毫克，这意味着大部分普通的燃气锅炉都达不到30mg以下，除

非配有低氮燃烧机，但是使用低氮燃烧机的锅炉本身也是需要有特殊的要求的，

那就是对锅炉炉膛尺寸需要加大，中鼎锅炉最新生产的低氮燃气锅炉专门针对环

保政策要求的NOX排放30mg以下，且配置超低氮燃烧器，能安全、稳定、高效

地运行，每一台出厂的低氮锅炉均能达到低氮排放达标。

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3、甲烷-空气燃烧过程氮化学基本原理

燃烧理论将NOx的生成分为热力型NOx（ThermalNOx）、快速型NOx（Prompt

NOx）和燃料型NOx（FuelNOx）。天然气中含氮量较低，因此，燃料型NOx不是

其主要的控制类型。

（1）热力型NOx是指燃烧用空气中答案N2在高温下氧化生成NOx。关于热

力型NOx的生成机理一般采用捷里道维奇机理：当温度低于1450摄氏度时，热

力NOx的生成量很少；高于1450摄氏度时，温度每升高100摄氏度，反应速度

将增大6~7倍。在实际燃烧过程中，由于燃烧室内的温度分布是不均匀的，如果

有局部高温区，则在这些区域会生成较多的NOx，它可能会对整个燃烧室内的NOx

生成起关键性的作用。

（2）快速型NOx在碳氢燃料燃烧且富燃料的情况下，反应区会快速生成NOx。

在实际的燃烧过程中各种因素是单独变化的，许多参数均处于不断的变化中，即

使是最简单的气体燃料的燃烧，也要经历燃料和空气相混合，燃烧产生烟气，直

到最后离开炉膛。炉膛的温度、燃料和空气的混合程度、烟气在炉内停留时间等

这些对NOx排放有较大影响的参数均处于不断的变化之中。

（3）燃料和空气混合物进入炉膛后，由于受到周围高温烟气的对流和辐射

加热，混合物气流温度很快上升。当达到着火温度时，燃料开始燃烧，这时温度

急剧上升到近于绝热温度水平。同时，由于烟气与周围介质间的对流和辐射换热，

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温度逐渐降低，直到与周围介质温度相同，也即烟气边冷却边流过整个炉膛。由

此可见，炉内的火焰温度分布实际上是不均匀的。通常，离燃烧器出口一定距离

处的温度最高，在其前后的温度都较低，即存在局部高温区。由于该区的温度要

比炉内平均温度水平高得多，因此它对

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NOx生成量有很大的影响：温度越高，NOx生成量越多。因此，在炉膛中，

为了抑制NOx的生成，除了降低炉内平均温度外，还必须设