低污染燃燒的意義
1972年聯合國召開的“人類環境會議”明確指出環境問題不僅是個工程技術問題,等重要的是社會經濟問題,不是局部問題,而是全球性問題。要正確處理髮展經濟和環境保護關係。
1.根據前面分析,燃燒(尤其是煤的燃燒)造成嚴重的環境污染,因此,必須研究燃燒時,大氣污染物的生成理論,然後採用低污染的燃燒技術,來降低污染物的排放。
採用低污染燃燒的意義在於,有利於保護環境,生態平衡,人類和動物、植物界的健康,促進社會經濟發展。
2.符合電力工業發展的需要
1)前面談到,硫的排放靠提高煙囪高度的方向不是根本的方法,若不採用其它有效方法,最終將制約電力工業的發展。
2)節約能源
採用低污染燃燒技術有利於能源的節約,像減少CO的排放,減少粉塵的排放,在很大意義上說是靠提高燃燒效率取得,像降低NOX的排放在很大程式上要靠減少排煙中的O2——即減少排煙量來實現。
低污染燃燒器的研究及發展概況
概況
燃氣燃燒產生的有害物質主要是一氧化碳和氮氧化物。燃氣具有良好的燃燒性能,比較容易做到完全燃燒,故排煙中一氧化碳的含量也比較少。氮氧化物有害性遠遠高於一氧化碳和二氧化硫,因此控制和減少氮氧化物的生成量是低污染燃燒器的重點。
一般燃燒器排煙中的NO,除了形成酸雨,破壞生態環境外,還會形成光化學煙霧,直接危害人類健康,因此工業已開發國家自70年代起就開始研究降低NO;排放量的各種途徑,並先後開發套用了不同型式的低NOx,燃燒器。自80年代起我國在消化引進技術基礎上設計製造了不同型式的低NO,燃燒器,取得了一些成績,但從其整體技術水平及效果來看,與國外一些大公司所採用的新技術相比還有一定差距。
國外低污染燃燒器的發展情況
由於國外對空氣污染問題的認識較早,因此低污染燃燒器的開發及研究也較早。國外己採用多種新型低NO燃燒器。50年代後期出現的各種低N0燃燒器主要採用低過剩空氣係數運行、低負荷運行、降低空氣預熱溫度等,這些方法收效不大,NO,只能降低10%左右,同時容易引起熱效率降低或其它有害物的增加。60年代起,對分段燃燒、煙氣再循環、濃淡燃燒、噴水燃燒等進行了廣泛研究,並加以實際套用,收到了良好的效果。70年代以後又開展了新型低NOx燃燒器的研究和套用。隨著對N仉生成機理及各種抑制NO;生成措施的進一步研究,國外在低污染燃燒技術上和產品上就更加成熟了。
美國CE公司早在1970年就研製出了項部帶有2層燃盡風噴嘴的低N魄燃燒器。該燃燒器將大約占總風量10%~25%的二次風經燃盡風噴嘴送入爐膛,爐膛下部為主燃燒區,這樣就實現了分級燃燒。該燃燒器可使N0x排放量降低30%以上,爐內最高溫度可降低約110~160℃。日本三菱重工業公司1981年研製的PM型低NO,燃燒器是將分級燃燒法和濃淡燃燒法相結合的新型燃燒器。它將一次風分為濃淡兩股,上方為濃噴嘴,下方為淡噴嘴,在兩個噴嘴附近均有單獨的煙氣再循環裝置。這種燃燒器的結構簡單,燃燒效率比較高。撥伯葛公司於1971年研製的雙調風旋流煤粉燃燒器是將空氣分為多通道供給,中心為直流一次風管,其外圍為可調的內二次風和#F--次風管,內二次風管中有可調節的軸向葉片,用於調節一、二次風的比例。這種燃燒器主要通過控制煤粉與空氣的混合,延遲燃燒過程,降低燃燒強度和火焰最高溫度來降低N0的生成。
八十年代英國HOTWORK公司首先將高效蓄熱式燃燒技術(又稱高溫空氣燃燒技術)套用在火焰爐上,通過使用該技術將助燃空氣預熱至1000C左右,取得了較大的經濟效益,九十年代日本NEE公司消化吸收了HOTWORK公司的技術,將此項技術進行了進一步的開發利用。
二十世紀八十年代末,日本學者田中良一等,突破傳統的燃燒方法,提出了一種全新的、高效的減少污染的燃燒方法一一“高溫空氣燃燒法”(HighYemperate Air Combustion簡稱為HTAC)。它是為減少NO,污染物的生成量而採用的一種在低氧氣氛下(0: