所谓低热值气体，是指煤或焦炭等固体燃料气化后得到的低热值气体燃料。在当前节能降耗的社会背景下，低热值燃气的应用将具有极好的经济效益和社会意义。下面西安燃烧控制器厂家给我们具体的详解。

1 低热值气体燃烧特性

低热值气体燃料没有明确的概念。通常，气体燃料可分为高热值燃料（Q>15.07MJ/m3）、中热值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）和低热值燃料（Q＜6.28MJ/m3） )，工业上常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工冶炼尾气、煤矿低浓度煤气等。其中，低热值气体的研究与应用高炉煤气、煤层气等热值在3.0～6.28MJ/m3范围内的高值燃料逐步开展。但是，工业生产中仍然存在一些工业废气，它们含有少量可燃成分，热值很低。 ，甚至远低于3.0MJ/m3的超低热值气体种类很多，如一些煤层气、生物质气化气、垃圾填埋气、炭黑尾气、一些工艺废气等。高值气体比低热值气体更难点燃和稳定燃烧，能量密度低，长途运输不经济。当当地没有合适的热用户时，只能直接排放，既浪费能源，又污染环境。

低热值燃气燃烧器的特点主要包括以下几个方面：

(1)气体中可燃成分少，热值低，着火温度高，火焰传播慢，点火困难，燃烧稳定；

(2)气体压力低，波动范围大。压力过低、速度过慢时，容易回火；

（3）低热值气体多为化工生产线尾气，需多条生产线汇总综合利用，气体流量变化较大；

（4）化学过程的运行对废气的成分和热值，以及空气分配系统等废气的燃烧过程有很大影响数量需要及时匹配调整，否则容易烧坏。

2 低热值气体稳燃技术

根据燃烧理论，为..低热值气体的稳定燃烧，主要的稳定燃烧措施包括优化点火条件、提高火焰温度、优化燃烧场分布。

(1) 点火条件的优化

低热值气体燃料的着火极限高，点火困难，燃烧温度也低。为此，需要提高燃气的热值，降低燃料点火的下限。例如，混合高热值燃料，提高混合气体的热值，降低着火温度；燃料和空气的预热提高了初始温度。

(2)提高火焰温度

燃烧温度的升高可以加强炉内辐射传热，改善炉内燃烧条件。实际火焰温度与设备类型、燃烧效率、燃料种类、空气/燃气预热温度等有关。如：加强燃料与空气的混合，减少不完全燃烧的损失；合理设计炉膛结构进行绝热燃烧，减少系统散热；降低过量空气系数或使用纯氧/富氧燃烧。

(3) 优化燃烧场分布

燃烧场的分布包括燃烧空间内气体、空间和烟气的分布。燃烧场特别是温度场的.佳分布来自于高温烟气对新鲜气体和空气的加热。这反过来又促使空气和烟气的温度在短时间内上升到着火温度。如涡流燃烧中心再循环区加强燃烧，提高火焰温度；钝体稳定燃烧技术。

2.1 混合高热值气体燃料

混合高热值气体燃料分为两种：

(1)高热值辅助燃料作为..灯，形成稳定的高温热源，点燃主流气体和空气混合物；

(1)全混合掺混燃烧，采用混合均匀的高低热值气体作为燃料，增加可燃物含量，降低着火温度，提高燃烧温度，改善燃烧条件。这种方法常用于低热值气体的稳定燃烧。需要说明的是，由于高热值燃料成本较高，在..低热值气体燃料稳定燃烧的前提下，高热值气体燃料的掺混比越小，经济性越好。文无奇、陈福龙等，根据再循环区分级点火原理，针对钝体或旋流形成的喷口附近的燃烧器。在高温低速再循环区，注入少量高热值燃料使其先点火，然后再点燃热值仅为1250kJ/kg左右的超低热值主流气体，从而以稳定火焰，提高燃烧强度。高低热值燃料的加热比为21：79，平均热值为1584kJ/kg。

2.2 富氧燃烧/纯氧燃烧

燃烧反应是燃料中的可燃物与氧气之间的氧化放热反应。富氧燃烧/纯氧燃烧是指含氧量大于21%甚至....的氧化剂与低热值气体燃料混合燃烧。在理论需氧量不变的前提下，氧含量的增加减少了燃烧烟气量，炉内火焰温度大幅度升高，无辐射能力的氮气比例降低，有利于提高黑度对烟气和增强炉膛内的辐射传热是有利的。但富氧燃烧需要配备空气分离装置，所以在采用富氧燃烧方式时，混合燃烧空气中的氧气浓度不宜过高，否则会影响燃烧的经济性。系统，这也需要回收低热值气体燃料。有必要在稳定性和稳定燃烧所需的.低氧气浓度之间找到一个.佳平衡点。一般富氧浓度为26%～31%。

2.3 高温空气预热与燃烧

高温空气预热技术是充分利用加热炉排热，将助燃空气加热到1000℃甚至更高，使加热炉排烟温度降低到200℃，和预热 高温空气可以提高燃烧速率，稳定低热值燃料的燃烧。该技术不仅可以提高燃烧率，还可以回收排烟余热，提高热效率。朱彤、张健等对低热值气体在高温空气中的燃烧过程进行了数值模拟。当燃气和助燃空气的预热温度从600℃升高到1000℃时，炉内.高温度和平均温度分别升高了267℃和268℃。 ，有利于低热值气体的稳定燃烧。赵岩采用气-气双重预热技术，将空气预热至600℃以上，将气体预热至450℃以上。预热后的低热值气体可直接用于加热炉燃烧，实现了低热值气体的直接利用。和余热回收。高温空气预热通常与蓄热式燃烧相结合，空气是高温蓄热器进入阀门，将热能释放到助燃空气，升温至接近炉温。由于空气温度高于气体的着火点，因此可以实现稳定燃烧。

2.4 旋流燃烧

旋流燃烧是一种利用气流旋转加强低热值气体燃烧，组织火焰的燃烧技术，可有效提高燃烧强度和火焰稳定性。除了直流射流的轴向分速度和径向分速度外，旋转射流还具有切向分速度，其径向分速度远大于直流射流在喷嘴出口附近的径向分速度。在强烈的旋流气流的作用下，旋流射流内部建立了一个再循环区，既从射流外部夹带周围介质，又从内部再循环区夹带介质。气体对火的稳定性起着非常重要的作用。郭涛通过研究高炉煤气燃烧火焰的传播速度、回火、除火和旋转射流，研制出高炉煤气双旋流燃烧器，实现了高炉煤气的稳定燃烧。

2.5 钝体稳定燃烧

钝体稳定燃烧的机理是利用钝体后面烟气形成的高温低速再循环区作为稳定点火源。当空气和气体绕过阻流体时，阻流体后形成稳定的再循环区，再循环区充满高温烟气，使再循环区成为内部蓄热体。在再循环区外侧与主流之间的区域，是新气-空气混合物与热返回烟气的湍流混合区。边界处存在较大的径向速度梯度。可燃混合物与高温烟气之间发生强烈的质量、动量和能量交换，可燃混合物被持续加热。在升温并达到点火温度时，它开始着火。

3.1 低过量空气燃烧

低过量空气燃烧是在尽可能接近理论空气量的条件下进行燃烧过程。 O2 的反应是减少 NOx 排放的.简单方法，可将 NOx 排放量减少 15% 至 20%。但同时，如果炉内含氧量过低，如低于3%，可能会导致煤气燃烧不完全，出口烟气中CO含量或其他因素可能燃料含量增加，降低燃烧效率。

3.2 空气分级燃烧

空气分级燃烧技术是将助燃空气分级进入燃烧装置的技术。通常，在..级燃烧区，助燃空气量减少到总助燃空气量的70%～75%（相当于理论空气量的80%），使燃料首先在缺氧富燃料燃烧条件下燃烧，过量空气系数α<1，降低了燃烧区的燃烧速度和温度水平，并在燃烧区形成。还原气氛抑制..级燃烧区中NOx的产生。为了完成燃气燃烧过程，将完全燃烧所需的剩余空气送入第二级燃烧区，与..级“稀燃”产生的烟气混合。该阶段的空气系数α>1，..了气体的燃烧。同时，由于..阶段产生的烟气对空气的稀释作用，使局部氧含量降低，有利于降低反应（1）和（2）的反应速率。由于整个燃烧过程所需的空气分两级或多级送入燃烧区，故称为空气分级燃烧法。蔡磊等。采用空气分级燃烧技术作为主要的燃烧控制方法，以减少锅炉 NOx 排放。通过控制一次风和二次风的进料，烟气出口NOx含量由1164.92mg/m3降低到704.7mg/m3。

3.3 燃料分级技术

燃料分级燃烧技术也称为三级燃烧技术或再燃烧技术。空气和燃料分阶段送入炉内，形成初始燃烧区、再燃烧区和燃尽区。其原理是当燃烧产生的NO遇到烃根CHi和不完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NOx的还原反应，从而减少NOx的排放。 80%-85%的燃料送入..级燃烧区，在α>1的条件下燃烧生成NOx；剩余的15%-20%的燃料送入二段燃烧区，在α<1的条件下形成强还原气氛，使一次燃烧区产生的NOx在二段燃烧区被还原为氮气。二次燃烧区。二次燃烧区也称为再燃烧区。在再燃烧区，不仅减少了生成的 NOx。 ，也抑制了新的 NOx由于可能存在未燃烧的燃料，因此需要将空气送入第三级燃烧区，以..再燃烧区产生的不完全燃烧产物被烧掉。美国John Zink公司利用燃料分段燃烧原理，开发了适用于管式加热炉的远程分段炉工业燃烧器结构和方法的..技术。与没有此项技术的加热炉相比，可减少28%左右。氮氧化物排放。

3.4 烟气再循环

烟气再循环时，一部分低温烟气直接送入燃烧区，或与一次风或二次风混合送入燃烧区，既降低了燃烧温度，又减少了氧气浓度，从而降低 NOx 排放浓度。美国卡博特公司在炭黑尾气余热锅炉系统中采用烟气再循环技术，有效控制尾气烟气。当循环烟气量从总输入气量的0%增加到6%时，达到39%时，烟气中NOx含量从522mg/m3分别降低到376mg/m3和246mg/m3。显然，再循环烟气进入燃烧区后，需要吸热再加热到燃烧温度。过多的再循环烟气会导致燃烧温度降低，必然会出现不燃烧或燃烧不完全的现象，进而导致燃料失效。稳定燃烧，通常烟气再循环率控制在30%以内，以..燃气的稳定燃烧。

3.5 低氮燃烧器

燃烧器的性能对低热值燃气燃烧设备的可靠性和经济性起着重要作用。从NOx的形成机理出发，通过特殊设计的燃烧器结构，通过改变工业燃烧器的空煤比，采用上述空气分级、燃料分级和烟气再循环的低氮燃烧技术，降低NOx浓度可用于燃烧 低NOx燃烧器的主要设计理念是尽可能降低点火氧的浓度，适当降低点火区的温度，以尽量减少NOx的产生。通过燃气燃烧器的特殊结构设计，李阳富等人。燃料和空气分阶段引入，燃料和助燃空气按亚化学计量比加入，锅炉尾部烟气经混合装置与空气混合后抽出。在燃烧器中集成了增强气与助燃空气混合、分级分级燃烧、烟气循环等技术，大大减少了NOx的产生。低 NOx 燃烧器中的另一种常见燃烧技术是低 NOx 涡流燃烧技术，如第 2.4 节所述。旋流燃烧技术增强了反应物的混合和稳定燃烧。研究人员已达成共识，旋流燃烧可形成燃烧产物的中心再循环区，再循环区内的高温、低速燃烧产物和中间体会影响未反应的空气和燃料。预热稀释能有效加强低热值合成气的燃烧，在高速射流下形成稳定的火焰。同时，烟气循环使炉内温度分布更加均匀，稀释了燃烧反应物，降低了.高燃烧温度，缩小了高温区，降低了氧含量，可抑制NOx的形成。氧化物排放的研究结果大相径庭。科赫等人。使用不同的燃烧器或旋流方法来研究旋流数对 NOx 产生的影响。结果表明，随着旋流数的增加，NOx排放可减少25%~30%。 Zhou等人的结果。结果表明，随着旋流数的增加，NOx 排放量先增加后降低，但仍高于无旋流的排放量。

以上就是西安燃烧控制器厂家给我们详解的低热值燃气燃烧器的应用有哪些，希望对大家有所帮助，更多专业问题，欢迎来电咨询。