Рециркуляция продуктов сгорания

Двухстадийное сжигание

И продуктов неполного сгорания

Способы снижения образования оксидов азота

В практике сжигания углеводородных газов снижение образования оксидов азота происходит обычно за счёт уменьшения или ликвидации «термических» NО_Х путём снижения максимальной температуры горения. Для снижения температуры горения и, следовательно, снижения образования и эмиссии в атмосферу NО_Х применяются следующие способы (методы):

● двухстадийное сжигание;

● рециркуляция продуктов сгорания;

● подача воды или пара в зону горения;

● сжигание на огнеупорах.

Все перечисленные способы позволяют лишь снизить образование NО_х, поэтому активно изучаются возможные способы и установки для осуществления очистки продуктов сгорания.

Сущность способа заключается в том, что процесс горения газа разделяется на две стадии или зоны. В первую зону воздух подаётся в количестве меньшем, чем необходимо для полного сгорания. Догорание продуктов неполного сгорания первой зоны происходит во второй зоне за счёт вторичного воздуха. В результате такой организации процесса сжигания происходит снижение максимальной температуры в пламени (факеле) и уменьшается скорость реакций образования NО_Х. В зависимости от условий сжигания газа выход NО_Х снижается на 30 – 60 %. А при сочетании с другими методами выход NО_Х может быть снижен ещё более.

Двухстадийное сжигание газа конструктивно может осуществляется различными образом. Наиболее широко двухстадийное горение применяется в котельных агрегатах с многоярусным расположением горелок. Кроме того, этот метод сжигания газа осуществляется в ряде промышленных горелок небольшой мощности, а также в газогорелочных устройствах коммунальных и бытовых приборов (плиты, водонагреватели и т. п.).

Двухстадийное сжигание является простым, дешевым и эффективным методом снижения выхода оксидов азота.

Ввод рециркуляционных продуктов сгорания в зону горения позволяет уменьшать образование оксидов азота. Воздействие рециркуляции объясняется влиянием следующих факторов:

– снижение максимальной температуры в зоне горения из-за разбавления охлаждёнными продуктами сгорания;

– снижение концентрации кислорода и других реагирующих веществ.

Рециркуляция дымовых газов широко применяется в топках котельных агрегатов. Обычно дымовые газы с температурой 300 – 400˚С отбираются перед воздухонагревателем и дымососом подаются в топочную камеру. Для характеристики рециркуляции используется коэффициент рециркуляции (r), представляющий собой отношение объёма рециркуляционных газов (продуктов сгорания) к общему объёму газов и воздуха. С увеличением коэффициента r уменьшается выход NО_Х. При r = 20 – 25 % снижение выхода NО_Х может достигать 50 %. Установлено, что рециркуляция наиболее эффективна при высоких нагрузках и величине коэффициента r до 20 %.

К недостаткам рециркуляции следует отнести:

1. Необходимость в специальном рециркуляционном дымососе;

2. Некоторое снижение КПД котла и увеличение выхода сажи.

Тем не менее, применение рециркуляции является самым доступным и достаточно эффективным средством снижения образования NО_Х в топочных камерах. Разработаны и применяются газогорелочные устройства с рециркуляцией продуктов сгорания за счёт эжекционного эффекта. В этом случае отсутствует рециркуляционный дымосос (вентилятор). Указанные горелки обеспечивают достаточно эффективное снижение выхода оксидов азота.

Дата добавления: 2015-06-30