蓄热燃烧技术如何实现低NOX排放？

在传统燃烧过程中，通常助燃空气预热温度越高，烟气中NOX含量越大；而蓄热燃烧技术的燃烧介质在预热温度高达近1000℃的情况下，如果不采取措施，让燃料和空气直接混合，那么NOX生成量将大大增加，超过环保对氮氧化物的排放标准。如何不断降低NOX的排放，也一直是蓄热燃烧技术研发应用的一项重要任务。

1、组织低氧燃烧降低NOX排放：组织低氧燃烧是蓄热燃烧技术的本质特征之一。在常规燃烧过程中，燃料射流与空气射流距离较近，因此燃料与空气在烧嘴附近进行混合，在狭小的空间内进行剧烈燃烧形成局部高温区域，从而导致大量热力型NOX生成。然而，在蓄热燃烧过程中，高温空气射流和燃料射流距离相对较远，利用燃气和助燃空气的高速射流卷吸炉内烟气形成低氧燃烧气氛，将传统的火焰锋面燃烧转变为弥散式燃烧状态，此时形成的火焰体积大，亮度弱，温度均匀，梯度很小，抑制了火焰**高温度，从而达到降低NOX排放量。以上便是蓄热燃烧技术预热温度比传统燃烧方式高而NOX排放量却低的燃烧原理。

2、分级燃烧低NOX蓄热烧嘴：蓄热燃烧技术中的低氧燃烧中的氧浓度过低时则会影响火焰的刚性和稳定性，为了进一步降低蓄热烧嘴生成NOX浓度，目前研发出的分级燃烧法低NOX蓄热烧嘴，其又可分为燃料分级或空气分级两种调控方式。两种控制方式均能进一步降低NOX排放量。

3、燃料分级是指以调控燃气为主，在组织蓄热烧嘴的火焰时，将过量的燃料喷向烧嘴根部的回流区，利用高温高速引射带动烟气的扰动，稀释空气中氧浓度，使回流区中氧浓度一般在2～5%左右，这样NOX浓度将大大降低。同时为了提高火焰的刚性，则让少部分燃料在高温空气的富氧区燃烧。通过燃料的分级控制，可使蓄热燃烧在2～5%贫氧浓度气氛中火焰稳定性仍然很好，可使NOX生成量降到45ppm左右。

4、空气分级是指以调控助燃空气为主，即通过改变送风方式将不足量的空气送入主燃烧区，形成缺氧的燃料过剩燃烧，然后剩余的空气在第二级燃烧区加入，形成燃料稀薄燃烧区，完成整个燃烧过程。据有关资料介绍，采用分级送风燃烧技术后，尾气中的氮氧化物排放量可降低35%左右。

5、目前新开发的分级燃烧法降低NOX措施中，一次燃料流量占比为5%，二次燃料占比为95%，并使助燃空气以100m/s的速度喷出，高速空气的射流卷吸周围炉气回流，使燃烧过程减缓，火焰燃烧区氧浓度低，形成的火焰体积大大增加，亮度减弱，温度均匀，梯度很小，在炉温1300℃时产生的NOX仅30ppm（以烟气中含氧量11%计算）。