煙氣再循環(huán)的作用
2025-06-06 11:20:21
kenengadmin
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煙氣再循環(huán)(Flue Gas Recirculation,簡稱 FGR)是一種通過將部分鍋爐尾部煙氣引回至燃燒區(qū)域,與空氣或燃料混合后再參與燃燒的技術,在工業(yè)鍋爐、燃氣輪機等燃燒設備中應用廣泛,其主要作用如下:
這是煙氣再循環(huán)最核心的作用,原理如下:
降低燃燒溫度:
煙氣中含有大量惰性氣體(如 N?、CO?等),其比熱容較大,引入燃燒區(qū)后會吸收部分熱量,降低燃燒溫度。而 NO?(尤其是熱力型 NO?)的生成與溫度密切相關,當燃燒溫度低于 1300℃時,NO?生成量會顯著減少。
稀釋氧氣濃度:
煙氣再循環(huán)會稀釋燃燒區(qū)域的氧氣(O?)濃度,減緩燃燒反應速率,使燃燒過程趨于 “貧氧燃燒”,從而抑制 NO?的生成。
改變燃燒氛圍:
煙氣中的 CO?和水蒸氣(H?O)等成分會參與燃燒反應,通過化學平衡抑制 NO?的生成路徑(如降低氧氣分壓、參與氮氧化物的還原反應等)。
優(yōu)化燃料與空氣混合:
煙氣再循環(huán)可增強燃燒區(qū)域的湍流程度,促進燃料與空氣的均勻混合,使燃燒更充分,減少未燃盡碳顆粒和一氧化碳(CO)等不完全燃燒產物的生成。
穩(wěn)定低負荷燃燒:
在鍋爐低負荷運行時,燃燒溫度和火焰穩(wěn)定性容易下降。引入煙氣后,可通過調節(jié)再循環(huán)率(煙氣量占總煙氣量的比例)維持燃燒溫度,避免熄火,拓展設備的穩(wěn)定運行負荷范圍。
減少污染物協同排放:
除 NO?外,煙氣再循環(huán)還可能對其他污染物(如二氧化硫 SO?、顆粒物等)的排放產生間接影響。例如,降低燃燒溫度可能減少某些揮發(fā)性重金屬的氣化,從而降低顆粒物中重金屬的含量。
適應燃料變化:
當燃料特性(如熱值、含硫量、揮發(fā)分)發(fā)生波動時,煙氣再循環(huán)可通過調節(jié)燃燒條件,增強設備對燃料變化的適應性,保證燃燒效率和污染物排放的穩(wěn)定性。
主要應用:
廣泛用于電站鍋爐、工業(yè)窯爐、燃氣輪機、焚燒爐等設備的 NO?減排,尤其在配合低氮燃燒器時效果更顯著。
關鍵參數:
煙氣再循環(huán)率通常為 5%~20%,過高會導致燃燒溫度過低,影響效率;過低則 NO?減排效果不明顯,需根據燃料類型和設備特性優(yōu)化。
局限性:
可能增加引風機能耗,且對含硫煙氣,低溫區(qū)域可能加劇設備腐蝕(需配合防腐措施)。
總之,煙氣再循環(huán)通過 “溫度控制” 和 “氛圍調節(jié)” 雙重機制實現 NO?減排,同時對燃燒效率和設備運行穩(wěn)定性起到優(yōu)化作用,是當前燃燒設備污染控制的重要技術之一。