循环流化床锅炉如何控制氮氧化物的排放

周勋

（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古 赤峰 024007）

一、NOx 的生成机制

煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这两者统称为 NOx，此外还有少量的氧化二氮（N2O）产生。和SO2 的生成机理不同，在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤燃烧方式、特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件关系密切。在煤燃烧过程中，生成的NOx 途径有三个：

（一）热力型 NOx

它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。其生成是在高温下由氧原子撞击氮分子而发生下列链式反应的结果:

O+N 2—— NO+N (1)

N+O 2—— NO+O (2)

（二）燃料型NOx

它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx.燃料中的N 通常以原子状态与各种碳氢化合物相结合,形成环状化合物或链状化合物,与空气中的氮相比,其结合键内能量较小。在燃烧时很容易分解出来,经氧化反应生成大量的NOX,这种NOX 称为燃料NO X。

NH+O—— N+OH (1)

NH+O—— NO+H (2)

NH+O—— N+H2O (3)

N+OH—— NO+H (4)

N+O 2—— NO+O (5)。

（三）快速型NOx

碳氢化合物燃烧时,分解生成CH,CH2,C2 等基团,它们会与空气中的氮分子反应:

CH+N 2—— HCN+N (1)

2 C+N 2—— 2CN (2)

快速温度NOX 只有在比较富燃的情况下,即在碳氢化合物CH 较多,氧浓度相对较低时才发生,其生成量很小,一般在总NO X 排放量的5% 以下。因它的生成速度快,就在火焰面上形成,欲降低快速温度型NO X,只要保持足够的氧量供应便可以。

二、影响因素分析

在循环流化床锅炉中，一方面，氮在燃烧过程中被不断氧化生成 NOx，另一方面在还原性气氛中 NOx 也会被不断还原生成 N2，因此，影响氧化、还原反应的所有因素都将影响到NOx 的浓度。……