燃气锅炉低氮燃烧技术应用及问题探讨

摘 要：随着北京市发布了《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139-2015），该标准中要求2017年4月1日后北京市內建设的燃气锅炉氮氧化物排放量排放浓度不得高于30mg/m3，随后，武汉市人民政府于2019年3月26日颁布的《市人民政府关于印发武汉市2019年拥抱蓝天行动方案的通知》中提出：“全面启动燃气锅炉低氮改造。2019年底之前，各区至少完成本辖区内10蒸吨/小时及以上燃气锅炉低氮改造工作任务的50%。改造后，氮氧化物排放浓度不高于80mg/m3，鼓励按照50mg/m3标准进行改造”。

本文就武汉市燃气锅炉低氮燃烧改造技术的应用及方案比选进行简要分析（末端治理措施不在本文考虑范围内），并总结出改造中存在的问题及注意事项，为武汉市燃气锅炉低氮燃烧技术改造提供参考。

关键词：燃气锅炉;低氮燃烧;改造技术;方案比选

1、燃气锅炉氮氧化物产生机理

锅炉废气中氮氧化物产生机理主要包括热力型NOx、快速型NOx以及燃料型NOx。

①热力型NOx

主要为空气中的N2在1300～1500℃的高温下与O2发生氧化反应生成，反应温度越高，NOx的生成速度越快。主要机理如下：

O+N2→NO+N

N+O2→NO+O

N+OH→NO+H

其产生速率的影响因素包括温度、氧气浓度、燃烧时间、湍流度等。热力型NOx是燃气锅炉氮氧化物产生的主要组成部分，约占总NOx产生量的85%以上。

②快速型NOx

主要是由燃气中的碳氢化合物在1300℃以上的高温环境下，先分解成碳氢自由基和空气中的氮气反应形成胺或氰基，再进一步发生氧化反应，以极快的速度形成的氮氧化物。主要机理如下：

CH+N2→HCN+N

N+H2→NH+H

NH+H2→NH3

HCN+O2→NO+HCO

该机理是由费尼莫尔于1971年根据碳氢燃料预混火焰的轴向NO分布实验结果得出的。……