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1、天天然气然气低低氮燃氮燃烧烧技技术术概概述述2016-12-19北京九阳实业有限公司北京九阳实业有限公司一、世界主要地区排放一、世界主要地区排放标标准准1、美国加州、美国加州标标准准:2014年年1月月1日日实实施施名称名称蒸蒸发发量量地区地区0.22-88-3030t/h湾区湾区15301810mg/m中加州中加州18121010南加州南加州25181810排放标准情况排放标准情况2、欧洲、欧洲标标准：欧洲准：欧洲标标准准EN676 2000等等级级mg/m3ppm117091212064.238042.8排放标准情况排放标准情况3、国家、国家标标准及部分地方准及部分地方标标准准标标准准生效
2、日期生效日期燃油燃油锅锅炉炉燃气燃气锅锅炉炉GB13271-20142014.7.1在用在用：400；新建新建：250；特特别别限限值值：200在用：在用：400；新建：新建：200；特特别别限限值值：150GB13271-20012002.1.1-400-400北京北京DB11/139-20072007.9.1在用在用：200；新建新建：150；在用：在用：200；新建：新建：150；天津天津2003.10.1400300上海上海2007.9.1400200山山东东2013.9.1250250排放标准情况排放标准情况DB11/139-2015DB11/139-201520152015年年5
3、5月月颁颁布布，7 7月月1 1日开始日开始实实施施排放标准情况排放标准情况1、生成、生成NOx的的3种途径种途径1）热热力力型型Nox：高高温温下下N2与与O2反反应应生成生成的的Nox；2）燃料）燃料型型Nox：燃燃料中固定氮料中固定氮生生成成的的Nox；3）快速）快速型型Nox：通通过过燃燃料料产产生生的的CH原子原子团团撞撞击击N2分分子，子，生成生成HCN类类化合物，化合物，再再进进一一步步氧化氧化而而生成生成的的，这这个个反反应应很快，所以称很快，所以称为为快快速速型型NOx。温度温度对对快速型快速型NOx的的生生成影成影响响很小很小，与与热热力力型和燃型和燃料型料型NOx的生成量
4、相的生成量相比比，快，快速速型型NOx的的生生成量成量要要少得多少得多（一）（一）、NOx的生成途径的生成途径NOx控制技术控制技术 降低在高温区的停留时间 降低峰值火焰温度通过稀释降低绝热火焰温度降低燃烧强度增强火焰的冷却控制燃料和空气的混合利用富燃料火焰区域 减少一次火焰区域的时间预预混火焰混火焰分分级级燃燃烧烧烟气再循烟气再循环环NOX生成机理生成机理热力NOX瞬时NOX 降低燃烧区域氧浓度 降低整体氧浓度 控制或延迟燃料和空气的混合 形成富燃料的初始火焰区域天然气燃天然气燃烧烧没没有燃料有燃料型型NOx，只有只有热热力力型型和快和快速速型型。N2 O2 2NOHCN O NO HCO2
5、NO AeT N2 O2 dtT1800K时，热力型NOx呈指数增长b局部当量比大于1.2时，上述反应将不再快速热热力型力型NOx（90%）O N2 NO N N O2 NO ON H2 NH H NH H2 NH3CH N2 HCN N控制燃烧温度、氛围是天然气燃烧降低NOx产生的方向。快速快速型型NOx（10%）NOX生成机理生成机理1、热热力力型型Nox影响影响因因素：素：燃燃烧烧用用空空气中气中的的氮气氮气，在高在高温温下氧下氧化化而生而生成成。影响因素：影响因素：（1）火焰温度：）火焰温度：随温度随温度升升高氮高氮氧氧化物化物迅迅速增速增加加，温，温度度在在1500附附近近变变化化时
6、时，温度增，温度增100，反，反应应速度速度将将增增67倍。倍。（2）过过剩空气：剩空气：氧气氧气浓浓度度:氧气氧气浓浓度越度越高高，NOx的的生生成量就越大。成量就越大。（3）空气与燃料的混合）空气与燃料的混合时时间间：停停留留时间时间越越长长，NOx的的生成生成量量就越就越大大。NOxNOx的生成影响因素分析的生成影响因素分析2、燃料型、燃料型Nox：1）燃料中的氮化合物，在燃烧过程中氧化而生成的氮的氧化物。2） 这些化合物中氮以原子状态存在，其结合键的能量较小，因而， 这些原子氮在锅炉燃烧过程中就容易分解出来生成NOx。由于天燃气中基本不含由于天燃气中基本不含固固定氮定氮，燃料燃料型型N
7、Ox可忽可忽略略不不计计；NOxNOx的生成影响因素分析的生成影响因素分析NOx控制技控制技术术燃烧前 处理： 低氮燃 料，燃 料处理，富（ 纯）氧，添加剂低氮燃烧：降低温度、氧含量、停 留时间降低热力型NOx ；控制混合 过程降低快速型和燃料型。SCR等技术烟气处理： 通过添加 剂与NOx 反应减少 排放。减 排效果好（可达90%），成本 较高。预预混混分分级级燃燃烧烧烟气烟气再循再循环环NOx控制技控制技术术贫燃预混技术SCR脱硝技术三效催化技术FGR技术燃烧燃烧控制技控制技术术末端控制技末端控制技术术NOx控制技控制技术术技技术术路路线线比比较较燃燃烧烧控制技控制技术术与与末端控制技末端
8、控制技术术相相比比的的优优势势： 只需一次投只需一次投资资，无无额额外运行外运行费费用用； 对对改造改造场场地空地空间间要求要求较较小小，现现场场条件条件具具备备； 无二次无二次污污染染，无氨，无氨逃逸、逃逸、废废催催化化剂处剂处置置等等问问题题； 不存在不存在设设施逃避运行施逃避运行问题问题，环环境境监监管管压压力力较较小小。中小型燃气锅炉应优先采用低氮燃烧源头控制技术。低氮燃低氮燃烧烧技技术发术发展展历历程程050100150200250300350400第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段以燃尽为主要目标分级燃烧分级燃烧+FGR贫燃预混技术多种低氮技术联合使用EN676欧洲主流技术过渡改造技
9、术CA降低运行降低运行成本成本 提高操作提高操作弹弹性性DB11/139-2015降低氮氧化物降低氮氧化物产产生的方法生的方法外部烟气外部烟气再循再循环环FGR采用低氮型采用低氮型燃燃烧烧器器合理炉膛合理炉膛设计设计降低氮氧化物产生降低氮氧化物产生的的方法方法第96页（1）采用低氮型燃）采用低氮型燃烧烧头头设计设计：采用采用分分级级燃燃烧烧和烟和烟气气内循内循环环，从从试验测试试验测试来来看能看能够够达达到到小于小于60mg，主主要欧要欧洲洲燃燃烧烧器器厂家厂家采采用的用的技技术术只承只承诺诺低低于于80mg,也也有开有开始始承承诺诺低低于于60mg。降低氮氧化物产生的方法降低氮氧化物产生的方
10、法（2）GLSF“freejet”超超低氮型燃低氮型燃烧头烧头技技术术：采采用燃料用燃料超超级级分分级级燃燃烧烧、中心供、中心供风风和烟气和烟气内循内循环环技技术术NOx排放达到小于排放达到小于60mgWindboxFlame PlateRe CirculatedFlue GasRefractory QuarlCombustion Air降低氮氧化物产生降低氮氧化物产生的的方法方法（3）采用全）采用全预预混或部混或部分分预预混混加加表面表面燃燃烧烧技技术术：20t以以下下NOx排排放达放达到到小小于于30mg。全。全预预混燃混燃烧烧能能够够达达到到10mg。降低氮氧化物产生降低氮氧化物产生的的
11、方法方法（4）采用外采用外烟烟气再循气再循环环(FGR)燃燃烧烧技技术术：可根据需要，按烟气循：可根据需要，按烟气循环环量的量的大小，大小，可以做到可以做到NOx排放低于排放低于60mg或或30mg。降低氮氧化物产生降低氮氧化物产生的的方法方法 浓淡燃烧技术燃烧器燃料与助燃空气均分为三级 ，燃烧器第一级燃料量大于空气量，进行负氧燃烧,即浓燃烧法；为了使燃料充分燃烧，在第三级补充过量空气量，进行富氧燃烧。 分级燃烧技术采用分级燃烧，以降低污染物的生成，燃料分为三级，助燃空气分为三级。 再循环技术再循环分为烟气内循环和烟气外循环，燃烧器采用特殊设计，在炉膛内形成回流区，实现了烟气内循环；另外，在烟
12、道上抽取部分烟气，与助燃空气在混合箱内混合后，再送进炉膛燃烧，实现了烟气外循环。 预混技术燃气在进入锅炉炉膛前，利用特制的燃料抢，通过多角度喷射，在炉膛喉口处与空气预先混合，并利用进入空气流场动量，转而喷入炉膛，达到燃料与空气混合均匀，降低氮氧化物的目的。 中心稳燃技术在燃烧器的中间部位布置少量助燃空气，以很低的速度流动，再在此中心低速区域内布置少量燃料，这些少量燃料以锥角喷出，由于这部分燃料是布置在低速助燃空气区域，可以保证被点燃，且稳定燃烧。降低氮氧化物产生降低氮氧化物产生的的方法方法工程现场工程现场低氮燃烧器+冷凝回收装置采用外采用外烟烟气再循环气再循环(FGR)燃烧技术燃烧技术工程现场
13、工程现场全预混或部全预混或部分分预混预混加加表面表面燃燃烧技烧技术术工程现场工程现场技术对比技术对比技技术术优优点点缺点缺点排放排放值值mg/m3减排效果减排效果分级燃烧等控制简易较难实现低于 30mg/Nm3的排放目 标5035-50%贫燃预混控制有效简单燃烧不稳定，锅炉80%催化燃烧可实现效率有影响零排放低氮燃烧器+效果好，成本适可能燃烧不稳定，30-10050-85%烟气再循环中影响锅炉效率低氮燃烧产品低氮燃烧产品价格信息：迈夫特(MFT)：北京节能技术监测中心1T12.8万；2T16.5万；（NTFB25万）4T33.2万；6T44.5万；北京市燃气（油）锅炉低氮改北京市燃气（油）锅炉
14、低氮改造以奖代补资金管理办法造以奖代补资金管理办法u本市范围内于本市范围内于20152015年年7 7月月1 1日之前建成的在用燃气（油）锅炉业主单位（含日之前建成的在用燃气（油）锅炉业主单位（含中央、部队、市属、区属等单位）实施锅炉低氮改造，可享受补助资金。中央、部队、市属、区属等单位）实施锅炉低氮改造，可享受补助资金。单台20蒸吨及以下燃气（油）锅炉低氮改造项目，资金补助标准为：（一）通过更换低氮燃烧器的方式进行改造，氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%，且浓度值低于30毫克/立方米的项目（简称方式一）：1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨补助资金补助资金=2锅炉容量锅炉容量+3.5 （万元）
15、（万元）2.单台锅炉容量大于4蒸吨补助资金补助资金=1.5锅炉容量锅炉容量+6 （万元）（万元）（二）通过更换低氮燃烧器的方式进行改造，氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%，且浓度值达到30-80毫克/立方米之间的项目（简称方式二）：1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨补助资金补助资金=1.2锅炉容量锅炉容量+1.5 （万元）（万元）2.单台锅炉容量大于4蒸吨补助资金补助资金=锅炉容量锅炉容量+2.5 （万元）（万元）（三）通过整体更换锅炉，氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%，且浓度值低于30毫克/立方米的项目（简称方式三）：1.单台锅炉容量小于等于4蒸吨补助资金补助资金=2.6锅炉容量锅炉容量+7 （万元）（万元）2.单台锅炉容量大于4蒸吨补助资金补助资金=2.5锅炉容量锅炉容量+8 （万元）（万元）谢谢谢谢各位的聆各位的聆听听!欢欢迎交流！迎交流！
