行业资讯

行业资讯

不同二次燃料对NOx排放量的影响

日期:2014-07-11浏览次数:

二次燃料种类的影响
燃料分级燃烧时在再燃烧区喷入的二次燃料可以用同一煤种,也可以采用其他煤种、油 或气体燃料。目前煤粉炉采用更多的是碳氢类气体或液体燃料作为二次燃料。这是因为和空 气分级燃烧相比,燃料分级燃烧在炉膛内需要有三级燃烧区,这使得燃料和烟气在再燃区内 的停留时间相对较短,所以二次燃料宜于选用容易着火和燃烧的气体或液体燃料,如天然 气[25^]。研究表明,如果采用不含燃料氮的天然气作为二次燃料时,因天然气热值高、易 着火和燃烧,能使NOx排放量降低50%以上。采用其他燃料时,如采用同一煤种的煤粉, 则需要把煤粉磨得更细,否则会因为焦炭燃
不尽而增大飞灰含碳量。

下面来分析一下不同二次燃料对NOx排放量的影响
在早期的报道中,二次燃料大多采用气体燃料,尤其是 天然气。其主要原因为:从燃料分级的原理可知,在再 燃区的还原性气氛中最有利于NC^还原的成分是烃 (CH,),因此选择二次燃料时应采用能在燃烧时产生大量 烃根而不含氮类的物质。图3-220所示,是不同种类的 二次燃料和再燃区内的过量空气系数及1^01浓度的关 系。由图可见,丙烷(C3H8)和其他燃料比较,在再燃 区内能最有效地降低NC^的浓度。这是因为丙烷能生成 大量烃根而没有额外的氮类成分。各种煤种由于其产生 CH,的情况及含氮量的不同,因而降低NOx的效果各不 相同。而氢(H2)降低NO。的效果最差,这是因为它本 身不能产生烃根。

图3-23D是在以甲烷作为二次燃料时,一次燃料煤种的不同对再燃区内NOx浓度的影响。由图可见,在过量空气系数大于1的一 级燃烧区中,煤种不同时生成的NOz浓度值 很不相同。当温度为1300°C,停留时间为Is 时,各不同煤种的NOx浓度值最后都非常接 近。这说明当采用了合适的二次燃料、特别 是烃类气态燃料,在再燃区内有足够高的温 度和足够长的停留时间时,可以在再燃区内 基本完成了 NOx的还原过程,因而,在再燃 区出口处的NO,浓度值与煤种无关,也就是 与进人再燃区的一次NC初始浓度值无关。由于天然气具有不含燃料氮、热值高、 易着火和燃烧的特点,早期的研究多以天然 气作为再燃燃料,能使NCX排放量降低50%以上。而最近Chen WY[28]的研究结果表明, 褐煤也是、甚至是比天然气更好的再燃燃料。SmartJP.、KichenerA等人的结果表明, 使用煤粉作为再燃燃料时,虽然NOx的还原率随挥发分含量的不同而有差异,但效果还是 非常显著的。将煤粉作为再燃燃料,包括挥发分对NOx的均相再燃和煤焦对NOzW异相再 燃两部分。由于煤粉存在含氮组分,因此无论均相还是异相再燃中,在再燃区内除了实现气 体再燃时的CH;对NOxW还原外,还可实现含氮组分在氧气不足的情况下发生的形如有机废气处理工艺
图3-23二次燃料为CH4时一次燃料 煤种对再燃区内NOx浓度的影响