本项技术革新涉及氨燃料燃烧领域,介绍了一种新型氨燃料低氮燃烧设备。该设备集成了燃烧、烟气净化和氮氧化物再燃烧系统,旨在减少氮氧化物排放。设备由一系列相连的燃烧器、烟气净化装置构成,有效降低氮氧化物生成,提升燃烧效率。
背景技术
氨因其可人工合成、高能量密度、易于储存运输的特性,是一种可再生碳中和燃料,近年来在能源领域受到广泛关注。未来,氨将作为化石燃料的替代燃料在工业领域中发挥重要作用。然而,氨燃料在燃烧过程中极易产生氮氧化物(NOx),对环境造成污染。因此,开发高效的氨燃料低氮燃烧技术对于推动氨燃料的应用具有重要意义。
氨的燃烧速度极慢,其组织燃烧难度较大,特别是在未采用特定技术干预的情况下,纯氨在空气中实现稳定燃烧显得尤为困难。此外,实现氨的低氮燃烧同样面临技术挑战。传统低氮燃烧方法主要针对煤炭、天然气等碳氢燃料,涵盖燃烧中氮氧化物控制技术及燃烧后氮氧化物控制技术。前者大都通过降低火焰温度和降低氧含量的方式,减少燃烧区域的局部高温区,从而抑制热力型NOx的形成;后者广泛采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)法,通过还原剂(通常为氨或尿素)与烟气中的氮氧化物反应生成N2
和水,从而达到去除氮氧化物的效果。然而,当审视氨作为燃料的燃烧过程时,情况则截然不同。氨燃烧所产生的氮氧化物,主要以燃料型NOx为主,其生成机制与热力型NOx完全不同,传统燃烧中氮氧化物控制技术并不能实现燃料型NOx的控制;其次,氨燃烧所释放的NOx浓度相较于煤炭或天然气燃烧,往往高出数倍乃至数十倍,这一高浓度水平远远超出SCR、SNCR等后处理技术的处理阈值,导致这些传统方法在处理氨燃烧排放的氮氧化物时效能大打折扣,甚至完全失效。
鉴于此,为了应对氨的稳燃及低氮燃烧需求,亟需创新开发更为高效、适宜的低氮燃烧方法,保障氨燃料能够顺利、环保地推广应用,从而推动能源结构转型、促进绿色发展。
实现思路