天然气低氮燃烧技术概述2016-12-19北京九阳实业有限公司一、世界主要地区排放标准1、美国加州标准:2014年1月1日实施名称蒸发量地区＜0.22-88-30＞30t/h湾区15301810mg/m³中加州18121010南加州25181810排放标准情况2、欧洲标准：欧洲标准EN6762000等级mg/m3ppm1≤170≤912≤120≤64.23≤80≤42.8排放标准情况3、国家标准及部分地方标准标准生效日期燃油锅炉燃气锅炉GB13271-20142014.7.1在用：400；新建：250；特别限值：200在用：400；新建：200；特别限值：150GB13271-20012002.1.1-400-400北京DB11/139-20072007.9.1在用：200；新建：150；在用：200；新建：150；天津2003.10.1400300上海2007.9.1400200山东2013.9.1250250排放标准情况DB11/139-20152015年5月颁布，7月1日开始实施排放标准情况1、生成NOx的3种途径1）热力型Nox：高温下N2与O2反应生成的Nox；2）燃料型Nox：燃料中固定氮生成的Nox；3）快速型Nox：通过燃料产生的CH原子团撞击N2分子，生成HCN类化合物，再进一步氧化而生成的，这个反应很快，所以称为快速型NOx。温度对快速型NOx的生成影响很小，与热力型和燃料型NOx的生成量相比，快速型NOx的生成量要少得多（一）、NOx的生成途径NOx控制技术降低在高温区的停留时间降低峰值火焰温度•通过稀释降低绝热火焰温度•降低燃烧强度•增强火焰的冷却•控制燃料和空气的混合•利用富燃料火焰区域减少一次火焰区域的时间预混火焰分级燃烧烟气再循环NOX生成机理热力NOX瞬时NOX降低燃烧区域氧浓度•降低整体氧浓度•控制或延迟燃料和空气的混合•形成富燃料的初始火焰区域天然气燃烧没有燃料型NOx，只有热力型和快速型。N2O22NOHCNONOHCO2[NO]AeT[N2][O2]dtT>1800K时，热力型NOx呈指数增长b局部当量比大于1.2时，上述反应将不再快速热力型NOx（90%）ON2NONNO2NOONH2NHHNHH2NH3CHN2HCNN控制燃烧温度、氛围是天然气燃烧降低NOx产生的方向。快速型NOx（10%）NOX生成机理1、热力型Nox影响因素：燃烧用空气中的氮气，在高温下氧化而生成。影响因素：（1）火焰温度：随温度升高氮氧化物迅速增加，温度在1500℃附近变化时，温度增100℃，反应速度将增6～7倍。（2）过剩空气：氧气浓度:氧气浓度越高，NOx的生成量就越大。（3）空气与燃料的混合时间：停留时间越长，NOx的生成量就越大。NOx的生成影响因素分析2、燃料型Nox：1）燃料中的氮化合物，在燃烧过程中氧化而生成的氮的氧化物。2）这些化合物中氮以原子状态存在，其结合键的能量较小，因而，这些原子氮在锅炉燃烧过程中就容易分解出来生成NOx。由于天燃气中基本不含固定氮，燃料型NOx可忽略不计；NOx的生成影响因素分析NOx控制技术燃烧前处理：低氮燃料，燃料处理，富（纯）氧，添加剂低氮燃烧：降低温度、氧含量、停留时间降低热力型NOx；控制混合过程降低快速型和燃料型。SCR等技术烟气处理：通过添加剂与NOx反应减少排放。减排效果好（可达90%），成本较高。预混分级燃烧烟气再循环NOx控制技术贫燃预混技术SCR脱硝技术三效催化技术FGR技术燃烧控制技术末端控制技术NOx控制技术技术路线比较燃烧控制技术与末端控制技术相比的优势：•只需一次投资，无额外运行费用；•对改造场地空间要求较小，现场条件具备；•无二次污染，无氨逃逸、废催化剂处置等问题；•不存在设施逃避运行问题，环境监管压力较小。中小型燃气锅炉应优先采用低氮燃烧源头控制技术。低氮燃烧技术发展历程050100150200250300350400第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段以燃尽为主要目标分级燃烧分级燃烧+FGR贫燃预混技术多种低氮技术联合使用EN676欧洲主流技术过渡改造技术CA降低运行成本提高操作弹性DB11/139-2015降低氮氧化物产生的方法外部烟气再循环FGR采用低氮型燃烧器合理炉膛设计降低氮氧化物产生的方法第96页（1）采用低氮型燃烧头设计：采用分级燃烧和烟气内循环，从试验测试来看能够达到小于60mg，主要欧洲燃烧器厂家采用的技术只承诺低于80mg,也有开始承诺低于60mg。降低氮氧化物产生的方法（2）GLSF“freejet”超低氮型燃烧头技术：采用燃料超级分级燃烧、中心供风和烟气内循环技术NOx排放达到小...
