低NOx燃燒器

簡介

低NOx燃燒器及低氮氧化物燃燒器，是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒器，採用低NOx燃燒器能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。

在燃燒過程中所產生的氮的氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實驗結果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。

一般燃料燃燒所生成的NO主要來自兩個方面：一是燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。在大多數燃燒裝置中，前者是NO的主要來源，我們將此類NO稱為“熱反應NO”，後者稱之為“燃料NO”，另外還有“瞬發NO”。

燃燒時所形成NO可以與含氮原子中間產物反應使NO還原成NO2。實際上除了這些反應外，NO 還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實際燃燒裝置中反應達到化學平衡時，[NO2]/[NO]比例很小，即NO轉變為NO2很少，可以忽略。

燃燒器是工業爐的重要設備，它保證燃料穩定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程，因此，要抑制NOx的生成量就必須從燃燒器入手。根據降低NOx的燃燒技術，低氮氧化物燃燒器大致分為以下幾類：

1．階段燃燒器

根據分級燃燒原理設計的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由於燃燒偏離理論當量比，故可降低NOx的生成。

2．自身再循環燃燒器

一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進入燃燒器，與空氣混合燃燒。由於煙氣再循環，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。

另一種自身再循環燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內進入再循環，並加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節能雙重效果。

3．濃淡型燃燒器

其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由於兩部分都在偏離化學當量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學當量燃燒hong。

4．分割火焰型燃燒器

其原理是把一個火焰分成數個小火焰，由於小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應NO”有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時間，對“熱反應NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用da。

5．混合促進型燃燒器

煙氣在高溫區停留時間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區內停留時間縮短，因而使NOx的生成量降低。混合促進型燃燒器就是按照這種原理設計的。

6．低NOx預燃室燃燒器

預燃室是近10年來我國開發研究的一種高效率、低NOx分級燃燒技術，預燃室一般由一次風（或二次風）和燃料噴射系統等組成，燃料和一次風快速混合，在預燃室內一次燃燒區形成富燃料混合物，由於缺氧，只是部分燃料進行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區內析出揮發分，因此減少了NOx的生成。

NOx是由燃燒產生的，而燃燒方法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響，因此可以通過改進燃燒技術來降低NOx，其主要途徑如下：