甲烷／富氧对向流火焰的结构以及NOx抑制方法的研究.pdfVIP

第 14卷 第 1期 重庆电力高等专科学校学报 2009年 3月 V0I_l4 No．1 JournalofChongqingElectricPowerCollege Mar．20o9 甲烷／富氧对向流火焰的结构以及NO 抑制方法的研究 鲁冠军，屈紫懿，姚昌模 (重庆电力专科学校 ，重庆 400053) 摘【 要】降低富氧火焰中的氮氧化物排放是富氧燃烧作为新型节能燃烧技术得以推广应用的关键之一。对 对向流火焰形态研究发现，提高火焰速度梯度可以使火焰燃烧区域变薄，还可使 NO 、CO、CO：生成区域降低。 从而证明提高速度梯度是在富氧燃烧下降低氮氧化物排放的有效方法。 【关键词】富氧燃烧；低NO；对向流火焰 【中图分类号]TQ63；TK16 【文献标识码】A 【文章编号】1008—8032(2009)01．0006．04 0 前言 1 NO形成机理 随着经济的发展和世界人 口的增加，能源的总 燃烧生成产物中的NO 一般是指 NO和 NO ， 消费量和人均消费量都在不断增长。长期 以来大 这其 中几乎都是 NO(NO 占90％以上 ，NO 占5％ 量化石能源的消费，使人们面临保护生态环境和保 ～ 10％)，NO 是 由一部分NO 在火焰带下游或者 障能源安全两大问题 ，因此 ，能源利用技术 的高效 排放后转化形成的，在富氧燃烧中由于火焰温度很 率和低污染排放是必须满足的两个条件 。 高，其中的氮氧化物主要是NO。NO按照其生成起 富氧燃烧 以显著提高燃烧效率和高温火焰的 源和生成途径分类，主要分为热力型 NO、快速型 特点 J，长久以来广泛应用在玻璃熔窑和金属冶 NO以及燃料型NO，在本文研究的富氧燃烧中采用 炼等 需要高温操作的行业 。随着膜法制氧技 甲烷为燃料 ，只产生热力型NO和快速型NO，文中 术、变压吸附PSA法 (pressureswingadsorption)等 主要对这两类氮氧化物进行说明。 新型制氧技术的成熟和利用，富氧成本将会不断降 1．1 热力型NO J 低 ，使得富氧燃烧技术的应用领域不断扩大，在燃 热力型NO是由助燃空气中的N 在高温下氧 气发电系统、工业锅炉、生物质能和废弃物能的利 化而生成的，其生成量与燃烧 的火焰温度、残留的 用等多方面都具有应用前景。 0，浓度及反应物在高温区滞留的时间密切相关。 但是，火焰的高温化引起氮氧化物大幅度增 捷里多维奇 (Zeldovich)于 1946年提出的NO的反 加，就参考文献 所作的富氧扩散燃烧的数值计算 应机理为 ： 预测，30～40％的富氧空气时 NO的生成 比空气燃 N，+O N0+N ① 烧增加约4倍 。纯氧燃烧理论上是零 NO 排放 ，但 N+02 N0+O ② 实际的燃烧设备不可能做到完全封闭，氧浓度在 N+OHmNO+H ③ 99％时NO 的排放也是普通空气燃烧 的近 6倍。