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湖州富民生物小知识:生物质低氮燃烧技术
时间: 2019-12-19 14:53 浏览次数:
今天让湖州生物质颗粒厂家为您科普新科技生物质低氮燃烧技术 一、技术概述 研究与治理NOx已经成为国际环保领域的主要方向,也是我国十二五期间重点需要降低排放的主要污染物之
今天让湖州生物质颗粒厂家为您科普新科技——生物质低氮燃烧技术
一、技术概述
 
研究与治理NOx已经成为国际环保领域的主要方向,也是我国“十二五”期间重点需要降低排放的主要污染物之一。煤炭与生物质燃料中氮元素都以有机形态存在,煤炭的含氮量在0.5~1.5%之间,生物质的含氮量在0.2~1.4%之间,在燃烧过程中,燃料中的有机氮大多都会转化为NOx,人为加剧了大气污染。  
 
通过对气流床气化炉的模拟与实际验证发现,燃料中的有机氮可以通过气化反应有效地转化为单质的N2,如果将煤/生物质先气化,然后再进行燃烧煤气以及少量的残余半焦,则可以有效地消除由于燃料原因引起的NOx的排放。  
 
在煤炭气化过程中,燃料与氧气在喷入气化炉的瞬间即发生燃料的热解、半焦气化等一系列的化学反应。由于工艺烧嘴出口处的温度很高,该区域的反应以氧化反应为主,因此挥发份中含氮芳香环在烧嘴出口处首先形成了HCN、NH3、NO,并且这些产物与气化反应生成的CO、CO2、H2、H2O以及半焦之间也会发生一系列的均相与非均相的反应。随着反应的不断深入进行,HCN、NH3、NO浓度不断降低,大多被转化为N2,在氢自由基等还原剂作用下,NO被还原,半焦中的氮也会继续释放,煤中的有机氮大多转化为N2,到气化炉出口时,煤气中的HCN、NH3、NO含量已经非常微小,而N2浓度为最高,因此通过气化反应,可以有效地将有机氮转化为N2。
 
煤/生物质气化后,有机可燃物质都转换为CO、H2、H2S等以及少量的半焦等可燃物质,然后进入燃烧区域进行燃烧。该燃烧区域主要通过分级给氧与烟气循环结合,燃烧区域温度控制在900~1200℃之间,整个区域从气化炉出口处的强还原环境逐步添加氧气,然后过渡到高温烟气出口端的氧化状态,燃料也得以充分的燃烬,整个过程中最大程度地消除了热力型NOx的产生。  
 
通过上述先气化后燃烧的方式,能够实现最低限度的NOx的排放,是一种先进的低氮燃烧技术。  
 
 
 
二、产品与工艺流程
 
炉子分为气化段与氧化段二部分,上段为气化段,下段为氧化段。煤粉/生物质燃料从炉子的顶部进入,通过旋流式燃烧器开始着火燃烧,这个部位会有相当数量的HCN、NH3、NO的产生,然后在气化工艺烧嘴喷入的高速气流的带动下,含碳燃料迅速开始气化反应。随着反应的进行,煤气中的CO、H2浓度逐步提升,而HCN、NH3、NO浓度不断降低,大多被转化为N2,到进入氧化段入口时,气化反应已经接近平衡,煤气中的CO、H2浓度最高,半焦残碳颗粒最少,而燃料中有机氮基本上转化为单质的N2。  
 
在气化段合成的煤气进入氧化段,从氧化烧嘴处喷入的氧气、或者时氧气与烟气的混合物进入炉膛内,与煤气发生氧化反应,由于分级喷入,氧气含量低,因此燃烧温度得到控制,并且在刚开始喷入氧气阶段,直至最后一排氧气烧嘴喷入前,炉膛内基本属于还原状态。最后一排氧气烧嘴喷入炉膛时,使得炉膛内的烟气有一定赋予的氧气量,以使得燃料得以充分的燃烬。采用这种多段进氧的燃烧方式,燃料燃烧所需的空气富裕系数较低。  
 
充分燃烬后的烟气从底部的侧面出口排出,然后进入余热锅炉、空气预热器、烟气净化工段,最终排放。炉子的最底部设有渣池,从炉膛上熔融的液态渣沿壁面最终落入渣池,呈玻璃态熔渣,不会对环境造成污染。  
 
 
 
三、技术应用
 
本技术可以应用在中小型的煤粉锅炉上,也可以应用在生物质(秸秆、污泥)等焚烧炉上,具备出口烟气中的NOx含量很低、燃烧效率高等优点。  
 

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