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[科普中国]-超低污染型燃烧器

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超低污染型燃烧器是低污染燃烧器的一种,指的是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧后污染物排放极少的燃烧器的统称。燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。

低污染燃烧的意义1972年联合国召开的“人类环境会议”明确指出环境问题不仅是个工程技术问题,等重要的是社会经济问题,不是局部问题,而是全球性问题。要正确处理发展经济和环境保护关系。1

1.根据前面分析,燃烧(尤其是煤的燃烧)造成严重的环境污染,因此,必须研究燃烧时,大气污染物的生成理论,然后采用低污染的燃烧技术,来降低污染物的排放。

采用低污染燃烧的意义在于,有利于保护环境,生态平衡,人类和动物、植物界的健康,促进社会经济发展。

2.符合电力工业发展的需要

1)前面谈到,硫的排放靠提高烟囱高度的方向不是根本的方法,若不采用其它有效方法,最终将制约电力工业的发展。2

2)节约能源

采用低污染燃烧技术有利于能源的节约,像减少CO的排放,减少粉尘的排放,在很大意义上说是靠提高燃烧效率取得,像降低NOX的排放在很大程序上要靠减少排烟中的O2——即减少排烟量来实现。

低污染燃烧器的研究及发展概况概况燃气燃烧产生的有害物质主要是一氧化碳和氮氧化物。燃气具有良好的燃烧性能,比较容易做到完全燃烧,故排烟中一氧化碳的含量也比较少。氮氧化物有害性远远高于一氧化碳和二氧化硫,因此控制和减少氮氧化物的生成量是低污染燃烧器的重点。

一般燃烧器排烟中的NOx,除了形成酸雨,破坏生态环境外,还会形成光化学烟雾,直接危害人类健康,因此工业发达国家自70年代起就开始研究降低NOx;排放量的各种途径,并先后开发应用了不同型式的低NOx,燃烧器。自80年代起我国在消化引进技术基础上设计制造了不同型式的低NOx,燃烧器,取得了一些成绩,但从其整体技术水平及效果来看,与国外一些大公司所采用的新技术相比还有一定差距。

国外低污染燃烧器的发展情况由于国外对空气污染问题的认识较早,因此低污染燃烧器的开发及研究也较早。国外己采用多种新型低NOx燃烧器。50年代后期出现的各种低N0x燃烧器主要采用低过剩空气系数运行、低负荷运行、降低空气预热温度等,这些方法收效不大,NOx,只能降低10%左右,同时容易引起热效率降低或其它有害物的增加。60年代起,对分段燃烧、烟气再循环、浓淡燃烧、喷水燃烧等进行了广泛研究,并加以实际应用,收到了良好的效果。70年代以后又开展了新型低NOx燃烧器的研究和应用。随着对N仉生成机理及各种抑制NO;生成措施的进一步研究,国外在低污染燃烧技术上和产品上就更加成熟了。

美国CE公司早在1970年就研制出了项部带有2层燃尽风喷嘴的低N魄燃烧器。该燃烧器将大约占总风量10%~25%的二次风经燃尽风喷嘴送入炉膛,炉膛下部为主燃烧区,这样就实现了分级燃烧。该燃烧器可使N0x排放量降低30%以上,炉内最高温度可降低约110~160℃。日本三菱重工业公司1981年研制的PM型低NO,燃烧器是将分级燃烧法和浓淡燃烧法相结合的新型燃烧器。它将一次风分为浓淡两股,上方为浓喷嘴,下方为淡喷嘴,在两个喷嘴附近均有单独的烟气再循环装置。这种燃烧器的结构简单,燃烧效率比较高。拨伯葛公司于1971年研制的双调风旋流煤粉燃烧器是将空气分为多通道供给,中心为直流一次风管,其外围为可调的内二次风和#F--次风管,内二次风管中有可调节的轴向叶片,用于调节一、二次风的比例。这种燃烧器主要通过控制煤粉与空气的混合,延迟燃烧过程,降低燃烧强度和火焰最高温度来降低N0x的生成。

八十年代英国HOTWORK公司首先将高效蓄热式燃烧技术(又称高温空气燃烧技术)应用在火焰炉上,通过使用该技术将助燃空气预热至1000C左右,取得了较大的经济效益,九十年代日本NEE公司消化吸收了HOTWORK公司的技术,将此项技术进行了进一步的开发利用。

二十世纪八十年代末,日本学者田中良一等,突破传统的燃烧方法,提出了一种全新的、高效的减少污染的燃烧方法一一“高温空气燃烧法”(HighYemperate Air Combustion简称为HTAC)。它是为减少NOx,污染物的生成量而采用的一种在低氧气氛下(0: