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產品與應用

直燃式焚燒爐采用什么樣的技術?如何減少NO的產生?

直燃式焚燒爐的直接焚燒技術


簡單焚化含氮廢物所釋放的氮氧化物,將遠遠超過環保當局和監管機構的要求。大氣中氮氧化物的存在是酸雨形成的主要原因,其排放引起了人們的廣泛關注。因此,應采取特殊處理措施,抑制氮氧化物的產生。


傳統的抑制NOx生成的燃燒技術可以概括為偏離化學當量燃燒法,即在局部燃燒區,化學當量比不在燃燒反應化學當量比的范圍內,從而抑制NOx的生成。在高溫空氣燃燒技術中,由于燃燒空氣預熱到很高的溫度(≥80 0℃),大大超過了氣體的著火溫度,氣體只要遇到氧氣就會發生劇烈的化學反應,點火和燃燒的穩定性好。日本Minming Hasegawa對丙烷燃燒過程的研究表明,當空氣溫度高于90 0℃,氧含量為5%時,可獲得穩定的燃燒火焰。


當燃燒空氣中氧濃度較高時,燃料中C、H2、CO和碳氫化合物等可燃成分的混合將加速反應生成CO2和H2O,同時生成大量NOx。如果燃燒空氣中的氧氣濃度相對較低,則燃燒過程將受到控制。由于氣體與氧之間的燃燒反應活化能低于氧原子與氮之間的燃燒反應活化能,所以首先發生氣體與氧之間的燃燒反應,而氧原子與氮原子只有在有殘余氧時才與氮原子反應生成氮氧化物(NOx)。只要合理控制爐內氧濃度,使其在整個爐內的空間分布均勻、低,燃燒過程就會充滿整個爐空間,不會出現局部的白熾熱點,從而使整個爐內的溫度分布均勻,抑制燃燒過程中最高溫度的出現,減少NOx的生成。


最高溫度的出現減少了NO的生成

數值模擬結果表明,當氧氣濃度為4%(用氮氣稀釋空氣)時,火焰最高溫度與平均溫度之比小于1.1,而當氧氣濃度為21%時,燃燒器出口附近火焰最高溫度與平均溫度之比為1.57。與傳統的火焰溫度分布相比,高溫低氧燃燒過程中火焰的最高溫度相對較低,但整個爐膛的平均溫度較高,強化了爐內的傳熱。實際研究表明,當燃燒溫度低于1300℃時,NOx的含量較少。這樣,雖然空氣被預熱到很高的溫度,但由于火焰的最高溫度相對較低,例如當空氣預熱到115℃,空氣中的氧含量從21%降到2%,NO時,氮氧化物的生成受到抑制。產量由3750 mg·m-3下降到54 mg·m-3。


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