中小型燃氣鍋爐低氮改造技術及改造的問題

＊李 磊

（中海石油（中國）有限公司上海分公司 上海 200335）

1.NOx的生成機理

在燃燒過程中形成的NOx主要為NO和NO2。根據燃燒中生成的NOx機理不同，主要分為“熱力型NOx”“快速型NOx”和“燃料型NOx”三種。

熱力型NOx。燃燒過程中，氮氣在高溫下持續氧化生成的NOx，即為熱力型NOx。捷里道維奇機理：當溫度低于1500℃時，熱力NOx的生成量很少；高于1500℃時，溫度每升高100℃，反應速度將增大6-7倍，NOx的生成呈指數上升趨勢[1]。過剩空氣系數影響氧氣濃度和燃燒溫度。當過?？諝庀禂到咏?.0時，NOx生成濃度最大。因為當過剩空氣系數遠小于1.0時，燃料過濃，氧不易與氮氣生成NO。而當過?？諝庀禂颠h大于1.0時，燃燒溫度降低，NO也減少。

快速型NOx。快速型NOx是由于燃料中碳氫化合物高溫分解生成的CH自由基，CH自由基破壞空氣中N2分子鍵，生成HCN、NH、N，再與火焰中的O、H等原子基團反應生成NO。HCN是快速型NOx生成化學反應的中間產物。過?？諝庀禂凳强焖傩蚇Ox生成的決定因素，當過剩空氣系數大于1.0時，基本不生成快速型NOx?？焖傩蚇Ox的生成量占比不足5%，不是燃氣鍋爐NOx排放的主要來源[2]。

燃料型NOx。燃油中有部分氮化合物，燃油時會生成部分燃料型NOx。煤燃燒時約75%～90%的NOx是燃料型NOx。天然氣基本不含氮化合物，因此，燃氣鍋爐基本不需要考慮燃料型NOx的影響。

2.低氮改造技術

(1)煙氣再循環

煙氣再循環是最為廣泛應用的燃氣鍋爐低氮改造技術之一，通過提取一部分煙氣送回燃燒區，利用惰性氣體稀釋燃燒區氧濃度、降低燃燒區溫度，從而降低燃燒過程NOx的生成。煙氣再循環分為外部循環和內部循環，內部煙氣再循環需通過燃燒器與爐膛總體結構化設計，通過燃燒器和爐膛的結構化設計，主要燃氣和空氣的高速射流卷吸效應，使得煙氣在爐膛內形成回流，參與二次燃燒。……