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CN114909655B - 一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法 - Google Patents

一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法 Download PDF

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CN114909655B CN202210544116.6A CN202210544116A CN114909655B CN 114909655 B CN114909655 B CN 114909655B CN 202210544116 A CN202210544116 A CN 202210544116A CN 114909655 B CN114909655 B CN 114909655B
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Abstract

本发明公开了一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法，所述的低氮氧化物分级挪热燃烧方法是，把参与燃烧所需的空气分成A、B两部分，先让A部分空气在封闭的燃烧室内与燃料进行初次不完全的燃烧，让B部分空气流经布置在燃烧室内的挪热装置，使B部分空气只吸收A部分空气燃烧时所产生的部分热量而不参与燃烧，吸热后的B部分空气通过挪热装置流动到后面的区域释放出来，与燃料再进行完全燃烧。所述的A部分空气燃烧时所产生的部分热量挪移到后面的空间，是本发明的核心内容，这极大地满足了现有的条件下低温燃烧，因而控制了氮氧化物的生产。

Description

一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法
技术领域
本发明涉及燃烧技术领域，是一种用于降低氮氧化物处理成本的燃烧方法。只要是石化燃料的燃烧，无论燃煤、燃油、燃气，均可使用本法。
背景技术
在石化燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份，燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。大气中的NOx是引发酸雨、雾霾的重要因素，给人类生活、环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。因此在对含有NOx的烟气中在进行排放前需要进行及时的处理。随着环保要求日益提高，对NOx的排放要求也日趋严格。
现有的石化燃料的燃烧，对燃烧过程中产生的NOx，很难达到环保排放要求，因此需要一种技术方案解决此问题。
通过改变石化燃料现有的燃烧过程，使燃烧过程中产生的NOx尽可能地降低，在源头上控制NOx的量，无疑是最为优选的方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中燃烧时产生的NOx过多造成处理成本增加的不足，通过改变现有的燃烧过程，发明出一种新的燃烧方式：一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法。
一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法是，把参与燃烧所需的空气分成A、B两部分，先让A部分空气在封闭的燃烧室内与燃料进行初次不完全的燃烧，初次欠氧燃烧形成还原性区域，并形成一个火焰中心，通过在燃烧室内火焰中心高温区域布置挪热装置，让B部分空气流经布置在燃烧室内的挪热装置，使B部分空气只吸收A部分空气燃烧时所产生的部分热量而不参与燃烧，吸热后的B部分空气通过挪热装置流动到后面的区域释放出来，与燃料再进行完全燃烧，形成氧化性区域。这样就形成前后2级燃烧，也可以把B部分空气根据需要通过挪热装置在后面分批次地释放出来，可形成多级燃烧。把还原性区域火焰中心高温处的热量挪移到后面的氧化性区域，让热量相对均衡，是本发明的核心内容，与原有的燃烧过程相比，挪热后的燃烧过程得到改变，这极大地满足了现有的条件下低温燃烧，能使合成物氮氧化物的含量降到最低。
进一步说明，燃烧所需的空气是指把燃料完全燃烧所需要的总空气量，即理论空气量乘以过量空气系数，把燃烧所需的空气分成A、B两部分，让占总空气量65～85％ A部分空气先行不完全燃烧，形成还原性气分，让占总空气量15～35％ B部分空气在后续完全燃烧，形成氧化气分，其目的是控制炉温、控制NOx的生成量。
一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法，其必备的条件是：必需在封闭的燃烧室内布置挪热装置。由于本法，适用于所有石化燃料的燃烧，如电厂锅炉、汽车发动机，其挪热装置的结构要根据所用设备上火焰中心数量及位置、燃烧室的形状、燃烧器的布置等等条件来设计。因此挪热装置的结构不可能用唯一的图纸来表示，具有多样性。本说明书附图1所表述的挪热装置是一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法在电厂锅炉前后墙对冲燃烧方式上的应用例图。很显然，如设备上只使用一只燃烧器，则挪热装置只需布置1个。挪热装置的结构具有多样性，但其设计的原理具有共同点，描述为：分析设备上火焰中心数量及位置、每一个火焰中心布置一个、与燃烧器对应布置、布置在燃烧室火焰中心高温区域、属于管道设计、选用耐高温耐磨损耐腐蚀易导热的材料等等。
下面通过一个应用实例来说明对本法的使用。
附图说明
详见说明书附图1，一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法在电厂锅炉前后墙对冲燃烧方式上的应用例图。
其中：1、燃烧器；2、燃烧室；201、燃烧室壁；202、火焰中心高温区域；203、还原区；204、氧化区；205、燃烧室出口；3、挪热装置；301、进口喷缝；302、加强导热结构；303、出口喷缝；304、吊耳；4、风道；5、燃料；A、进入燃烧器的空气；B、进入挪热装置的空气。
实施例1
参见附图1，在电厂锅炉前后墙对冲燃烧方式上的应用例图。
具体实施方式
图1，一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法在电厂锅炉前后墙对冲燃烧方式上的应用例图。该锅炉燃烧器在前后墙上对冲布置，布置的数量与锅炉负荷相关，本实例考虑前墙布置4只燃烧器，后墙相对也布置4只燃烧器，前后对冲在燃烧室中间形成了4个火焰中心。根据NOx的生成原理，降低火焰的表面温度能抑制NOx的生成。因此在4个火焰中心相应布置4个挪热装置，达到局部降低火焰的表面温度。4个挪热装置结构相同，每一个挪热装置描述如下，参见图1。
把风道4中的空气分成进入燃烧器的空气A和进入挪热装置的空气B两部分。先让A部分空气在封闭的燃烧室2内与燃料5进行初次不完全的燃烧，初次欠氧燃烧形成还原区203，并形成一个火焰中心，通过在燃烧室内火焰中心高温区域202布置挪热装置3，使B部分空气流经布置在燃烧室内的挪热装置3，使B部分空气在加强导热结构302处只吸收A部分空气燃烧时所产生的部分热量而不参与燃烧，吸热后的B部分空气通过挪热装置流动到后面的区域在出口喷缝303处释放出来，与燃料再进行完全燃烧，形成氧化性区204，亦即完成了挪热燃烧。
仅仅从结构上考虑进一歩说明本例：挪热装置3要求耐高温、耐磨损、耐腐蚀、易导热的材料；设计成活动结构，形如Y字形，采用吊耳304的形式，挂在燃烧室壁201上，以便检修；进入挪热装置3的B部分风由于锅炉的需要，首先在还原区203进口喷缝301处进行少量的分流燃烧，余下的风在火焰中心高温区域202加强导热结构302处吸热，吸热后的风再流入氧化区204在出口喷缝303处释放出来，进行完全分流燃烧，燃烧后从顶部的燃烧室出口205放出。
本例形成前后两级燃烧，也可以根据需要把B部分空气通过挪热装置3在后面分批次地释放出来，可形成多级燃烧。
本发明一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法是一种新式的燃烧方式，只要是石化燃料的燃烧，不管在那个行业，都可使用。
本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
最后应说明的是：本发明是一种燃烧方法，可广泛在各行各业使用；所述的实施例1仅仅表示在某电厂某台锅炉上使用本法，并不用于限制本发明。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种降低氮氧化物的分级挪热燃烧方法，把参与燃烧的空气分成A、B两部分，实现前、后两级燃烧，即分级燃烧；A部分空气在炉膛下部先与燃料反应，因欠氧形成还原区(203)，并形成火焰中心高温区域(202)；B部分空气流入到挪热装置(3)内，在挪热装置(3)加强导热结构(302)处吸热以降低火焰中心高温区域(202)的温度；吸热后的B部分空气继续在挪热装置(3)内流动到后部，在出口喷缝(303)处释放到炉膛上部与燃料反应形成氧化性区(204)，亦即完成了挪热燃烧。
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