低氮燃燒技術介紹課件

天然氣低氮燃燒技術概述2016-12-19北京九陽實業(yè)有限公司天然氣低氮燃燒技術概述1一、世界主要地區(qū)排放標準1、美國加州標準:2014年1月1日實施名稱蒸發(fā)量地區(qū)＜0.22-88-30＞30t/h灣區(qū)15301810mg/m3中加州18121010南加州25181810排放標準情況一、世界主要地區(qū)排放標準1、美國加州標準:2014年1月1日22、歐洲標準：歐洲標準EN6762000等級mg/m3ppm1≤170≤912≤120≤64.23≤80≤42.8排放標準情況2、歐洲標準：歐洲標準EN6762000等級mg/m3ppm33、國家標準及部分地方標準標準生效日期燃油鍋爐燃氣鍋爐GB13271-20142014.7.1在用：400；新建：250；特別限值：200在用：400；新建：200；特別限值：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山東2013.9.1250250排放標準情況3、國家標準及部分地方標準標準生效日期燃油鍋爐燃氣鍋爐GB14DB11/139-20152015年5月頒布，7月1日開始實施排放標準情況DB11/139-2015排放標準情況51、生成NOx的3種途徑1）熱力型Nox：高溫下N2與O2反應生成的Nox；2）燃料型Nox：燃料中固定氮生成的Nox；3）快速型Nox：通過燃料產生的CH原子團撞擊N2分子，生成HCN類化合物，再進一步氧化而生成的，這個反應很快，所以稱為快速型NOx。溫度對快速型NOx的生成影響很小，與熱力型和燃料型NOx的生成量相比，快速型NOx的生成量要少得多（一）、NOx的生成途徑NOx控制技術1、生成NOx的3種途徑2）燃料型Nox：燃料中固定氮生成的6

降低在高溫區(qū)的停留時間

降低峰值火焰溫度?通過稀釋降低絕熱火焰溫度?降低燃燒強度?增強火焰的冷卻?控制燃料和空氣的混合?利用富燃料火焰區(qū)域

減少一次火焰區(qū)域的時間預混火焰分級燃燒煙氣再循環(huán)NOX生成機理熱力NOX瞬時NOX

降低燃燒區(qū)域氧濃度?

降低整體氧濃度?

控制或延遲燃料和空氣的混合?

形成富燃料的初始火焰區(qū)域降低在高溫區(qū)的停留時間NOX生成機理熱力降低燃燒7天然氣燃燒沒有燃料型NOx，只有熱力型和快速型。N2

O2

2NOHCN

O

NO

HCO2[NO]

AeT

[N2

]

[O2

]dtT>1800K時，熱力型NOx呈指數(shù)增長b局部當量比大于1.2時，上述反應將不再快速熱力型NOx（90%）O

N2

NO

N

N

O2

NO

ON

H2

NH

HNH

H2

NH3CH

N2

HCN

N控制燃燒溫度、氛圍是天然氣燃燒降低NOx產生的方向?？焖傩蚇Ox（10%）NOX生成機理天然氣燃燒沒有燃料型NOx，只有熱力型和快速型。N281、熱力型Nox影響因素：燃燒用空氣中的氮氣，在高溫下氧化而生成。影響因素：（1）火焰溫度：隨溫度升高氮氧化物迅速增加，溫度在1500℃附近變化時，溫度增100℃，反應速度將增6～7倍。（2）過?？諝猓貉鯕鉂舛?氧氣濃度越高，NOx的生成量就越大。（3）空氣與燃料的混合時間：停留時間越長，NOx的生成量就越大。NOx的生成影響因素分析1、熱力型Nox影響因素：燃燒用空氣中的氮氣，在高溫下氧化而92、燃料型Nox：1）燃料中的氮化合物，在燃燒過程中氧化而生成的氮的氧化物。2）

這些化合物中氮以原子狀態(tài)存在，其結合鍵的能量較小，因而，這些原子氮在鍋爐燃燒過程中就容易分解出來生成NOx。由于天燃氣中基本不含固定氮，燃料型NOx可忽略不計；NOx的生成影響因素分析2、燃料型Nox：1）燃料中的氮化合物，在燃燒過程中氧化而生10NOx控制技術NOx控制技術11燃燒前處理：低氮燃料，燃料處理，富（純）氧，添加劑低氮燃燒：降低溫度、氧含量、停留時間降低熱力型NOx

；控制混合過程降低快速型和燃料型。SCR等技術煙氣處理：通過添加劑與NOx反應減少排放。減排效果好（可達90%），成本較高。預混分級燃燒煙氣再循環(huán)NOx控制技術燃燒前處理：低氮燃料，燃料處理低氮燃燒：降低溫度、氧12貧燃預混技術SCR脫硝技術三效催化技術FGR技術燃燒控制技術末端控制技術NOx控制技術貧燃預混技術SCR脫硝技術三效催化技術FGR技術燃燒控制技術13技術路線比較燃燒控制技術與末端控制技術相比的優(yōu)勢：? 只需一次投資，無額外運行費用；? 對改造場地空間要求較小，現(xiàn)場條件具備；? 無二次污染，無氨逃逸、廢催化劑處置等問題；? 不存在設施逃避運行問題，環(huán)境監(jiān)管壓力較小。中小型燃氣鍋爐應優(yōu)先采用低氮燃燒源頭控制技術。技術路線比較燃燒控制技術與末端控制技術相比的優(yōu)勢：中小型燃氣14低氮燃燒技術發(fā)展歷程050100150200250300350400第一階段第二階段第三階段第四階段以燃盡為主要目標分級燃燒分級燃燒+FGR貧燃預混技術多種低氮技術聯(lián)合使用EN676歐洲主流技術過渡改造技術CA降低運行成本提高操作彈性DB11/139-2015低氮燃燒技術發(fā)展歷程0501001502002503003515降低氮氧化物產生的方法外部煙氣再循環(huán)FGR采用低氮型燃燒器合理爐膛設計降低氮氧化物產生的方法降低氮氧化物產生的方法外部煙氣采用低氮型燃燒器合理爐膛設16第96

頁（1）采用低氮型燃燒頭設計：采用分級燃燒和煙氣內循環(huán)，從試驗測試來看能夠達到小于60mg，主要歐洲燃燒器廠家采用的技術只承諾低于80mg,也有開始承諾低于60mg。降低氮氧化物產生的方法第96頁（1）采用低氮型燃燒頭設計：采用分級燃燒和煙氣內17（2）GLSF“free

jet”超低氮型燃燒頭技術：采用燃料超級分級燃燒、中心供風和煙氣內循環(huán)技術NOx排放達到小于60mgWindboxFlame

PlateReCirculatedFlue

GasRefractoryQuarlCombustionAir降低氮氧化物產生的方法（2）GLSF“freejet”超低氮型燃燒頭技術：采用18（3）采用全預混或部分預混加表面燃燒技術：20t以下NOx排放達到小于30mg。全預混燃燒能夠達到10mg。降低氮氧化物產生的方法（3）采用全預混或部分預混加表面燃燒技術：20t以下NOx排19（4）采用外煙氣再循環(huán)(FGR)燃燒技術：可根據(jù)需要，按煙氣循環(huán)量的大小，可以做到NOx排放低于60mg或30mg

。降低氮氧化物產生的方法（4）采用外煙氣再循環(huán)(FGR)燃燒技術：可根據(jù)需要，按煙氣20●濃淡燃燒技術

燃燒器燃料與助燃空氣均分為三級，燃燒器第一級燃料量大于空氣量，進行負氧燃燒,即濃燃燒法；為了使燃料充分燃燒，在第三級補充過量空氣量，進行富氧燃燒。

●分級燃燒技術

采用分級燃燒，以降低污染物的生成，燃料分為三級，助燃空氣分為三級。

●再循環(huán)技術

再循環(huán)分為煙氣內循環(huán)和煙氣外循環(huán)，燃燒器采用特殊設計，在爐膛內形成回流區(qū)，實現(xiàn)了煙氣內循環(huán)；另外，在煙道上抽取部分煙氣，與助燃空氣在混合箱內混合后，再送進爐膛燃燒，實現(xiàn)了煙氣外循環(huán)。

●預混技術

燃氣在進入鍋爐爐膛前，利用特制的燃料搶，通過多角度噴射，在爐膛喉口處與空氣預先混合，并利用進入空氣流場動量，轉而噴入爐膛，達到燃料與空氣混合均勻，降低氮氧化物的目的?！裰行姆€(wěn)燃技術

在燃燒器的中間部位布置少量助燃空氣，以很低的速度流動，再在此中心低速區(qū)域內布置少量燃料，這些少量燃料以錐角噴出，由于這部分燃料是布置在低速助燃空氣區(qū)域，可以保證被點燃，且穩(wěn)定燃燒。降低氮氧化物產生的方法●濃淡燃燒技術

燃燒器燃料與助燃空氣均分為三級，燃燒器第21工程現(xiàn)場低氮燃燒器+冷凝回收裝置工程現(xiàn)場低氮燃燒器+冷凝回收裝置22采用外煙氣再循環(huán)(FGR)燃燒技術工程現(xiàn)場采用外煙氣再循環(huán)(FGR)燃燒技術工程現(xiàn)場23全預混或部分預混加表面燃燒技術工程現(xiàn)場全預混或部分預混加表面燃燒技術工程現(xiàn)場24技術對比技術優(yōu)點缺點排放值mg/m3減排效果分級燃燒等控制簡易較難實現(xiàn)低于30mg/Nm3的排放目標<5035-50%貧燃預混控制有效簡單燃燒不穩(wěn)定，鍋爐<10>80%催化燃燒可實現(xiàn)效率有影響零排放低氮燃燒器+效果好，成本適可能燃燒不穩(wěn)定，<30-10050-85%煙氣再循環(huán)中影響鍋爐效率技術對比技術優(yōu)點缺點排放值減排效果分級燃燒等控制簡易較難實現(xiàn)25低氮燃燒產品價格信息：邁夫特(MFT)：北京節(jié)能技術監(jiān)測中心1T——12.8萬；2T——16.5萬；（NTFB—25萬）4T——33.2萬；6T——44.5萬；低氮燃燒產品價格信息：26北京市燃氣（油）鍋爐低氮改造以獎代補資金管理辦法本市范圍內于2015年7月1日之前建成的在用燃氣（油）鍋爐業(yè)主單位（含中央、部隊、市屬、區(qū)屬等單位）實施鍋爐低氮改造，可享受補助資金。單臺20蒸噸及以下燃氣（油）鍋爐低氮改造項目，資金補助標準為：（一）通過更換低氮燃燒器的方式進行改造，氮氧化物排放濃度削減幅度大于等于50%，且濃度值低于30毫克/立方米的項目（簡稱方式一）：1.單臺鍋爐容量小于等于4蒸噸補助資金=2×鍋爐容量+3.5（萬元）2.單臺鍋爐容量大于4蒸噸補助資金=1.5×鍋爐容量+6（萬元）（二）通過更換低氮燃燒器的方式進行改造，氮氧化物排放濃度削減幅度大于等于50%，且濃度值達到30-80毫克/立方米之間的項目（簡稱方式二）：1.單臺鍋爐容量小于等于4蒸噸補助資金=1.2×鍋爐容