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达冠环保的低NOx生物质燃烧机



达冠环保的低NOx生物质燃烧机
    低NOx生物质燃烧机的简要原理和构造图1上的实线表示预混合火焰中的NOx生成量和空气比的关系,中心线是表示扩散火焰中NOK生成量与空气比的关系。
    预混合火焰和扩散火焰中生成NOx的特性有以下几点不同:
    1)当空气比在大致为1以上的高空气比范围内时,预混合火焰中的NOx量随着空气比的增加而显著减少,而扩散火焰的NOx量则不然,当一度升高以后,就不再有很大的变化了。
    2)当采取在预热过的助燃空气中混入再循环烟气,或者只用常温空气作为助燃空气的方法来使火焰温度降低时,预混合火焰中NOx量的减少要比扩散火焰显著得多。
    总之,预混合火焰与扩散火焰相比,具有容易达到低NOK化的特性。
    作者们根据上述几点着手研制燃烧气体的NOK生物质燃烧机。
    主要的原理是以下几点:
    1)采用预混合火焰。
    2)把高浓度的预混合火焰和低浓度的空气比规定为略大于。
    3)在采用预热空气的情况下,混入再循环烟气。
    图2是表示这种燃烧气体的低NOx燃烧器的简要结构。空气通道分成三个室,分别在各个室的顶端连接喷嘴。
    在三个空气通道内装有可燃气和空气的混合器。在图上的中间通路内通过有高浓度燃料的预混合气体,在上下通路内通过有低浓度燃料的预混合气体。
    图1表明,高浓度的预混合火焰产生(4)点或者(4’)点的NOx量,低浓度的预混合火焰产生(口)点或者(口’)点的NOx量,因此两者组合起来的这种生物质燃烧机的空气比、产生的NOx量是在同一图的(一)点或者(,,)点上。(,、)点或者(,、.)点上的NOx无论是与采用了均等空气比的单纯预混合火焰的NOx量[(=)或者(z)],或者是与扩散火焰的NOx量[(d)或者(来)]相比都是非常低的。
    作者们的预测计算表明,根据这个原理,得到的NOx量可能达到20ppm的结论。
    低NOx生物质燃烧机的效果
    这种低NOx生物质燃烧机的效果可以用本公司长崎研究所的二台燃烧试验炉来证实。在2吨/时燃烧试验炉上试验容量是4×106大卡/时的生物质燃烧机的效果,在8吨/时燃烧试验炉上试验容量是2.8×107犬卡/时生物质燃烧机的效果。
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┃                        ┃二层钢板卷成的卧式水冷炉。          ┃                                ┃
┃燃烧试验炉              ┃  尺寸:内径2.26米,长7.5米,炉膛前 ┃二层钢板卷成的卧式水冷炉。      ┃
┃                        ┃                                    ┃  尺寸:内径4.4米,长15米       ┃
┃                        ┃    部3.5米处内镶耐火材料           ┃                                ┃
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┃                        ┃容量:400米3/分,800毫米水柱       ┃容量:1500米3/分.800毫米水柱  ┃
┃送风机                  ┃电动机:100砝                       ┃电动机:260砝                   ┃
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┃                        ┃容量:200米3/分.100毫米水柱.     ┃无                              ┃
┃引风机                  ┃    300℃                           ┃                                ┃
┃                        ┃电动机:22配                        ┃                                ┃
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┃                        ┃容量:200米3/分.450毫米水柱.     ┃                                ┃
┃再循环风机              ┃    500℃                           ┃共用                            ┃
┃                        ┃电动机:100醯                       ┃                                ┃
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┃                        ┃形式:管式                          ┃形式:混合直接加热式            ┃
┃空气预热器              ┃容量:200米3/分.350℃             ┃容量:650米3/分,300℃         ┃
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┃液  ┃蒸发器            ┃形式:蒸汽加热式                    ┃                                ┃
┃态  ┃                  ┃容量:丙烷3000公斤/时              ┃                                ┃
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┃可  ┃                  ┃                                    ┃                                ┃
┃燃  ┃液态可燃气体贮箱  ┃形式:卧式圆筒形                    ┃                                ┃
┃气  ┃                  ┃容量:24000升                       ┃                                ┃
┃体  ┃                  ┃                                    ┃                                ┃
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┃设  ┃液压泵            ┃形式:离心式                        ┃                                ┃
┃备  ┃                  ┃容量:3000公斤/时.3.7豇           ┃                                ┃
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表2  测量装置的主要项目
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┃    测量项  目    ┃    测  量  仪  器        ┃    测  点  位  置  ┃
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┃  燃料流量        ┃    鲁茨式流量计          ┃    燃料输送管      ┃
┃                  ┃    浮子式流量计          ┃    生物质燃烧机人口      ┃
┃  燃烧用空气量    ┃    孔板                  ┃    空气导管        ┃
┃  再循环烟气流量  ┃    孔板                  ┃    再循环烟气导管  ┃
┃  风箱空气温度    ┃    热电偶                ┃    风箱人口        ┃
┃  NO              ┃    化学发光式分析计      ┃    炉底            ┃
┃  02              ┃    锆电磁式分析计        ┃    炉底            ┃
┃  co.c03         ┃    非分散式红外线分析计  ┃    炉底            ┃
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    图4表明这种低NOx生物质燃烧机所产生的NOx量和混入的再循环烟气的比率(GM率)的关系。燃烧是在过量02=1.5~2.0%的条件下进行的。而产生的NOrr量是折算过量02=5%的排烟中的数值。燃烧丙烷时,即使用预热到3000C左右的空气来助燃,而GM率在大于20%的条件下,其所产生的NOx量只有20ppm。燃烧甲烷时,GM率在i0%左右的条件下,NOx量仅为20ppm。
    容量大的(2.7×107大卡/时)生物质燃烧机所产生的NOx量比容量小的(4×105大卡/时)
生物质燃烧机要低一些。可是,这里是基于燃烧试验炉的条件下,对大容量生物质燃烧机再作进一步努力,以降低NOx。为了便于比较,把装在2吨/时炉上的容量为5.9×l06大卡/时的旧式生物质燃烧机所产生的NOx量和GM率的关系表示在同一张图上。而即使以此来看,这个低NOx生物质燃烧机的效果也是很明显的。
    用改进燃烧方法来抑制NOx生成的特殊燃烧技术中有烟气再循环法、二次燃烧法。在应用这些方法之前的基本课题是必须使由燃烧室和生物质燃烧机组成的燃烧炉本身成为低NOx燃烧炉。由于作为燃烧炉的关键的生物质燃烧机的形式和结构对生成NOx具有最大的影响,如果能够不采用特别的方洼来抑制NOx的生成,那末可以说是更为理想的。
    基于上述考虑,从生物质燃烧机着手,设计了为抑制NOx生成的各种新的燃烧法。对这些方法所进行的各种基础试验以及根据在大型试验炉系统的试验都证实了抑制NOx生成的办法是可行的。
    本文叙述试验炉上的研究结果,同时也涉及到在实际运行锅炉上所得的结果。