蓄熱燃燒技術如何實現低NOX排放？

在傳統燃燒過程中，通常助燃空氣預熱溫度越高，煙氣中NOX含量越大；而蓄熱燃燒技術的燃燒介質在預熱溫度高達近1000℃的情況下，如果不采取措施，讓燃料和空氣直接混合，那么NOX生成量將大大增加，超過環保對氮氧化物的排放標準。如何不斷降低NOX的排放，也一直是蓄熱燃燒技術研發應用的一項重要任務。

1、組織低氧燃燒降低NOX排放：組織低氧燃燒是蓄熱燃燒技術的本質特征之一。在常規燃燒過程中，燃料射流與空氣射流距離較近，因此燃料與空氣在燒嘴附近進行混合，在狹小的空間內進行劇烈燃燒形成局部高溫區域，從而導致大量熱力型NOX生成。然而，在蓄熱燃燒過程中，高溫空氣射流和燃料射流距離相對較遠，利用燃氣和助燃空氣的高速射流卷吸爐內煙氣形成低氧燃燒氣氛，將傳統的火焰鋒面燃燒轉變為彌散式燃燒狀態，此時形成的火焰體積大，亮度弱，溫度均勻，梯度很小，抑制了火焰**高溫度，從而達到降低NOX排放量。以上便是蓄熱燃燒技術預熱溫度比傳統燃燒方式高而NOX排放量卻低的燃燒原理。

2、分級燃燒低NOX蓄熱燒嘴：蓄熱燃燒技術中的低氧燃燒中的氧濃度過低時則會影響火焰的剛性和穩定性，為了進一步降低蓄熱燒嘴生成NOX濃度，目前研發出的分級燃燒法低NOX蓄熱燒嘴，其又可分為燃料分級或空氣分級兩種調控方式。兩種控制方式均能進一步降低NOX排放量。

3、燃料分級是指以調控燃氣為主，在組織蓄熱燒嘴的火焰時，將過量的燃料噴向燒嘴根部的回流區，利用高溫高速引射帶動煙氣的擾動，稀釋空氣中氧濃度，使回流區中氧濃度一般在2～5%左右，這樣NOX濃度將大大降低。同時為了提高火焰的剛性，則讓少部分燃料在高溫空氣的富氧區燃燒。通過燃料的分級控制，可使蓄熱燃燒在2～5%貧氧濃度氣氛中火焰穩定性仍然很好，可使NOX生成量降到45ppm左右。

4、空氣分級是指以調控助燃空氣為主，即通過改變送風方式將不足量的空氣送入主燃燒區，形成缺氧的燃料過剩燃燒，然后剩余的空氣在第二級燃燒區加入，形成燃料稀薄燃燒區，完成整個燃燒過程。據有關資料介紹，采用分級送風燃燒技術后，尾氣中的氮氧化物排放量可降低35%左右。

5、目前新開發的分級燃燒法降低NOX措施中，一次燃料流量占比為5%，二次燃料占比為95%，并使助燃空氣以100m/s的速度噴出，高速空氣的射流卷吸周圍爐氣回流，使燃燒過程減緩，火焰燃燒區氧濃度低，形成的火焰體積大大增加，亮度減弱，溫度均勻，梯度很小，在爐溫1300℃時產生的NOX僅30ppm（以煙氣中含氧量11%計算）。