控制燃?xì)廨啓C(jī)排放cln的技術(shù)

1、控制燃?xì)廨啓C(jī)排放控制燃?xì)廨啓C(jī)排放CLN的技術(shù)的技術(shù)董斌，馬正軍，俞世康，劉晗（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七O三研究所，黑龍江哈爾濱150001）摘要：環(huán)保要求推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)排放污染物控制技術(shù)的發(fā)展，程大酉博士領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)的ChengChengLowLowNONOxSystemSystem（CLNCLN）技術(shù)可以同時(shí)減少NOx、CO，十年來(lái)該技術(shù)完成了理論研究、試驗(yàn)室驗(yàn)證和工程應(yīng)用，受到人們的關(guān)注。在Alison、LM2500等航改型燃?xì)廨啓C(jī)上應(yīng)用

2、CLN技術(shù)，NOx可低至5106，同時(shí)CO可保持在一位數(shù)，CO2可以減少20%，同樣在工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)上采用CLN技術(shù)也能取得良好的效果。雖然還有需要繼續(xù)研究的內(nèi)容，但該技術(shù)的市場(chǎng)前景預(yù)期令人期待。關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；低排放；CLN技術(shù)。0引言引言全球環(huán)境污染已成為世界性問(wèn)題，京都議定書(shū)等對(duì)污染物排放提出限制。燃?xì)廨啓C(jī)需要高效、低排放、可靠的燃燒室，以滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)格的NOx及CO的排放控制要求。目前燃?xì)廨啓C(jī)控制NOx主要有三種方式：控制燃燒、

3、催化燃燒和燃燒后還原處理。控制燃燒通過(guò)降低峰值火焰溫度來(lái)控制熱力NOx，峰值火焰溫度可以通過(guò)燃料和空氣混合、燃燒區(qū)局部過(guò)量空氣、燃料停留時(shí)間長(zhǎng)短以及燃燒功率密度等影響因素進(jìn)行控制，主要有貧預(yù)混DLNDLE和注水蒸汽技術(shù)；催化燃燒涉及燃料和空氣在催化表面的無(wú)火焰燃燒，無(wú)火焰燃燒溫度需低于NOx形成的極限溫度；燃燒后還原技術(shù)主要是選擇性催化還原（SCR），燃燒生成物中的NOx在催化劑表面與氨等還原劑作用，從而減少NOx排放。DLNDLE、S

4、CR和注水蒸汽等技術(shù)在控制NOx排放的同時(shí)，熱耗率會(huì)增加，CO排放也會(huì)升高。目前工程項(xiàng)目中，注水蒸汽是減少NOx生成的主要方法，無(wú)需改動(dòng)主要燃燒設(shè)備，但減少NOx生成是以增加CO排放為代價(jià)，因此應(yīng)用和發(fā)展有其局限性；DLNDLE和燃燒后還原處理等方法需要改進(jìn)主要燃燒設(shè)備或增加昂貴的設(shè)備，而且DLNDLE方法受到燃燒穩(wěn)定性以及CO、UHC（未燃碳?xì)浠衔铮┡欧鸥叩南拗啤?000～2003年美籍華人程大酉博士開(kāi)發(fā)了CLN技術(shù)，可以同時(shí)減少N

5、Ox、CO，于2002年獲得美國(guó)專(zhuān)利。十年來(lái)該技術(shù)完成了理論研究、試驗(yàn)室原理性驗(yàn)證和工程應(yīng)用全過(guò)程。據(jù)報(bào)道[3]，在RR、GE等生產(chǎn)的一些機(jī)組上安裝后，運(yùn)行效果良好。a）向空氣中注蒸汽方式b）正?；鹧娣绞絚）蒸汽與燃料氣均勻混合方式圖1三種不同技術(shù)的燃燒前后組分濃度分布圖[1]圖1、圖2同時(shí)給出了火焰內(nèi)N2的濃度，由于O2與燃料反應(yīng)故不能穿過(guò)火焰前端，而N2能夠穿過(guò)火焰，因此火焰前端存在N2。由圖1c和圖2可以看出，在燃燒高溫區(qū)NOx生

6、成最多，因水蒸汽的存在，減少了N2的濃度，在NOx生成最多的燃燒高溫區(qū)，N2質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，因此NOx生成減少。圖2燃燒區(qū)N2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)值仿真結(jié)果[1]CLN技術(shù)通過(guò)采取縮短火焰擴(kuò)散范圍、增加氧氣擴(kuò)散率并抑制氮?dú)鈹U(kuò)散率等措施，達(dá)到如下目的：減少燃料燃燒后形成的最高溫度區(qū)域容積，極高的燃料噴射速度同樣減少了火焰封閉區(qū)域體積。通過(guò)燃料和蒸汽的均勻預(yù)混，使得燃料和氧氣的當(dāng)量濃度表面內(nèi)縮，擴(kuò)散火焰范圍縮短；混合后體積流量升高需要更高的噴嘴噴射動(dòng)