超低氮燃烧技术在燃气锅炉上的研究与应用

娄彦龙

上海碳索能源服务股份有限公司

0 引言

根据全国各地陆续出台的锅炉废气排放标准，NOx 排放限值降低至50 mg/m3甚至30 mg/m3以下。加快推进全国中小锅炉提标改造超低氮排放工作，进一步减少污染物排放，改善空气环境质量，势在必行。

1 概述

超低氮燃烧技术是目前市场上应用较为普遍的新技术，燃气锅炉超低氮改造技术主要分为燃烧中和燃烧后的NOx 控制。通常国际上把燃烧中NOx控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NOx控制措施统称为二次措施，即末端烟气脱硝治理技术。本文主要分析燃气锅炉领域NOx 的排放现状及产生机理，介绍在中小型燃气锅炉燃烧过程中常用的超低氮燃烧技术及案例应用。

2 NOx的排放现状及产生机理

燃料在燃烧过程中产生NOx可分为三种类型：燃料型、热力型、快速型。NOx的主要成分是NO和NO2,其中NO 的比例＞95%，废气排入空气后，NO会迅速氧化为NO2，因此环境空气的污染指标以NO2为主。两者的产生分别有各自不同的机理，燃气锅炉产生的NOx主要是热力型NOx

2.1 燃料型NOx

燃料型NOx 是燃料中的氮元素在650 ℃以上高温环境中氧化生成的，由燃料中的氮元素挥发至离子状态后与高浓度O2化合而成。由于目前市场上的天燃气氮含量极少，基本上可以忽略。

2.2 热力型NOx

空气中的氮元素在900 ℃以上高温下持续氧化生成的NOx，即为热力型NOx。该类型NOx 由于只在高温中形成，而且其生成过程是一个不分支连锁反应，即捷里多维奇反应式，见式（1）～（3）：

通过大量相关实验研究，得出一个结论：NOx产生量的重要决定性因素是燃烧器的燃烧温度。……