低氮燃烧介绍

约翰·乔伊丝是低氮氧化合物燃烧器的早期先驱！

LO NO x燃烧器是一种燃烧器，通常用于电站锅炉中产生蒸汽和电力。

约翰·乔伊丝是1968+0990年代早期澳大利亚燃气协会大会上LO-氮氧化合物燃烧器的发明者

首次发现

大约是在1986年，约翰·乔伊斯(John Joyce)这位颇具影响力的澳大利亚发明家第一次了解到氮氧化物(NO X)及其产生、雾霾和酸雨。他首先介绍说，这个问题的复杂性是由澳大利亚国家能源委员会的弗雷德·巴恩斯和约翰·布罗姆利博士的工作引起的。

20多年来，大部分研发都涉及大型工业燃烧器和复杂的机理，最终都没有产生低NO x(2 ng/J或？0 ppm) O 2(基于干基)。[2]

其实当时15 ng/J NO 2好像也算低NO 2。他研究的所有信息中一个明确的信息是温度对NO X形成的影响。

需要是发明之母？

在20世纪80年代后期，澳大利亚的卫生和环境当局关注室内空气质量，尤其是老式的不可燃气体加热器的贡献高于二氧化氮(NO . 2)的可接受水平。因此，1989年，新南威尔士州学校教育部门对新南威尔士州学校的二氧化氮进行了广泛的调查。作为一项临时措施，卫生当局表示，0.3ppm的二级标准应该是教室的上限。[3]在澳大利亚，天然气协会反过来将NO 2的室内排放率从15降低到5ng/J，这仍然是目前的限值。[4]新南威尔士州政府通过公共工程部重新评估了教室供暖的其他方法，以确保学生有一个安全健康的环境。

正是在这种情况下，约翰·乔伊斯公司的Bowin技术公司开始了一项重大研发计划，旨在最大限度地减少非煤气燃气取暖器的二氧化氮排放。宝宁科为解决其排放问题设立了一个任务:燃气燃烧器。尽管燃气专家长期以来一直认为，商用燃气燃烧器的改进可能无法显著减少氮氧化物(NO X)的排放量。

在1989期间，新南威尔士州广泛宣传的文章和媒体报道引发了降低室内二氧化氮(NO 2)水平的直接呼吁，这些文章和报道强调了该化学物质对呼吸道敏感人群的影响，如哮喘患者和支气管哮喘患者。

在室内空气质量争论的热潮中，澳大利亚各个国家机构被要求改用流感气体加热器和电加热。

相比之下，澳大利亚气体光源公司、卫生当局和新南威尔士公共工程部联合采取行动，制定了初步的室内空气质量指南。这些指南构成了澳大利亚燃气用具法规的基础，以限制非加热器排放二氧化氮NO 2，这种方法现已在澳大利亚采用。[4]

约翰·乔伊斯知道，没有其他海外监管机构在其环境指南或准则中区分一号和二号。此外，似乎总氮氧化物含量要求已经到位，无论排放物是否循环。

因此，约翰·乔伊斯了解到，在碳氢化合物(如家用气溶胶推进剂、可能的气体泄漏和汽车尾气进入)的情况下，不排放x，一氧化氮(NO)的“无害”部分转化为NO 2。这是在新南威尔士的一次学校调查中发现的。[3]在科学意义上，在测量排放物中含氮量的氧化物时，已经习惯于计算NO+NO 2。所以现在普遍参考的是“总不x”。

温室气体和光化学烟雾

当转换成有用的能源时，天然气在二氧化碳、颗粒和二氧化硫方面比其他化石燃料有优势。20世纪90年代初，许多国家用石油和煤炭替代天然气，以满足其能源和电力需求。

为了保持这种“环保”燃料的优势，澳大利亚天然气公司正在有效地减少运输过程中的气体损失(甲烷排放)，并严格禁止向设备制造商和安装人员泄漏气体。

然而，环境专家认为，氮氧化物的产生是温室气体和光化学烟雾形成的主要威胁。汽车尾气中的氮氧化合物与阳光和碳氢化合物之间的相互作用也会形成低浓度的臭氧。在平流层(约25公里以上)。臭氧通过吸收太阳的大部分紫外线辐射是有帮助的，但在地面上，它会破坏物质和植被。它会刺激喉咙、肺和眼睛，剧烈运动或工作会变得疼痛。此外，作为温室气体，一氧化二氮比二氧化碳、甲烷和氯氟化碳更有效。

从本质上说，形成低空臭氧的速率是由碳氢化合物决定的，氮氧化物的可用性影响其产生。在这一点上，环境辩论是令人惊讶的，因为个别行业倾向于将可能的原因归咎于彼此的排放。

最佳可得控制技术(BACT)

传统“蓝焰”或本生灯产生的氮氧化物水平为30-50 ng/Joule [5] [6]，这是已经确定的，因此不认为有可能减少氮氧化合物。与表面燃烧燃烧器或辐射瓦燃烧器相比，产生的氮氧化物含量减少60-70%。[6]因此，John Joyce对低NO x燃烧器的研究主要集中在表面燃烧技术上。另一个问题是燃烧温度对NO X生成的影响。

约翰乔伊斯的任务变得更具挑战性，当他决定不领导他的发展，以辐射表面燃烧砖。对于大多数机构的目的(除了点加热)，使用辐射加热被认为是不切实际的，因为在加热器附近太热，并且在要达到的距离处辐射热的损失是相当惊人的。

对其它类型的“低氮氧化合物”燃烧器的开发的大量研究表明，迄今为止，这种燃烧器在设计或操作上过于复杂，过于昂贵或不合适。约翰·乔伊斯的计划是使用高温钢网，继续生产几十个原型燃烧器，直到“潜力”显现出来。

约翰·乔伊斯的LO-NO x技术的科学创新性已经在澳大利亚、美国、英国、日本、意大利和法国获得了完全的专利。

1993年，约翰·乔伊斯(John Joyce)凭借其“SLE”加热器系列，包括LO-NO x燃烧器，获得了澳大利亚设计奖和发电站博物馆选择奖。

澳大利亚设计研究院在1994+00年6月的全国“设计创新”会议上选择了SLE不可燃气体加热器系列。

在美国，约翰·乔伊斯(John Joyce)的LO-NO x热水器燃烧器已经成功地进行了一系列详细的测试，证明这些特殊的燃烧器在燃料泄漏意外引起的可燃蒸气存在的情况下不能作为点火源。还进行了大量试验来验证NO 2的减少。

能量效率

当将低NO x排放的气体加热器的能量效率与传统的流感类型进行比较时，可以节省更多的实际成本。有排放问题的气体加热器会丢失，并以热烟的形式在大气中损失大量能量。此外，由于烟道安装的限制，流感加热器的布局选择受到很大损害。

相比之下，专用的低排放气体加热器不需要烟道系统。此外，通过引入氧耗传感器和恒温控制，它们将不会像通风那样严格地依赖通风。这些加热器可以更方便地安装在中心位置，以影响最佳的热空气分布。根据定义，不可燃低NO x气体加热器的效率为100%,因为从火焰中释放的所有热能都转化为有用的热量。