深國安電子給您分享 如何降低煙氣中氮氧化物的含量 

1 重要性和產生的原因

氮氧化物(NOX) 是鍋爐排放氣體中的有害物之一。燃煤鍋爐在1996 年國家要求控制在650mg/m3，而2004 年第3 時段排放標準進一步提高要求控制在450 mg/m3 ；所以對于我們燃煤機組的火電廠熱電廠減少NOX 的排放迫在眉睫。

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在燃燒過程中, NOX 生成的途徑有3 條:

1）熱力型NOX ：是空氣中氮在高溫（1 400℃以上）下氧化產生；

2）快速型NOX ：是由于燃料揮發物中碳氫化合物高溫分解生成的CH 自由基和空氣中氮氣反應生成HCN 和N，再進一步與氧氣作用以極快的速度生成NOx ；

3）燃料型NOX ：是燃料中含氮化合物在燃燒中氧化生成的NOx，稱為燃料型NOx。

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2 降低的方法

對于沒有脫硝設備和脫硝燃燒器的燃煤鍋爐來說，也就是采用低氮燃燒技術來減少NOX 的生成機會。

1）在燃用揮發分較高的煙煤時，燃料型NOX 含量較多，快速型NOX 極少。燃料型NOX 是空氣中的氧與煤中氮元素熱解產物發生反應生成NOX，燃料中氮并非全部轉變為NOX，它存在一個轉換率，降低此轉換率，控制NOX 排放總量，可采取：

（1）減少燃燒的過量空氣系數；

（2）控制燃料與空氣的前期混合；

（3）提高入爐的局部燃料濃度。

2）熱力型NOx ：是燃燒時空氣中的N2 和O2 在高溫下生成的NOX，產生的主要條件是高的燃燒溫度使氮分子游離增本化學活性；然后是高的氧濃度，要減少熱力型NOX 的生成，

可采取 ：

（1）減少燃燒*高溫度區域范圍；

（2）降低鍋爐燃燒的峰值溫度；

（3）降低燃燒的過量空氣系數和局部氧濃度。

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具體來說，就是在保證鍋爐燃燒**的前提下，采取以下措施來減少氮氧化物的生成：

（1）低過量空氣燃燒

使燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制NOX 的生成。這是一種*簡單的降低NOX 排放的方法。一般可降低NOX 排放15~20%。但

如爐內氧濃度過低（3% 以下），會增加化學不完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增加，使鍋爐燃燒效率下降。因此，在鍋爐運行時，應選取*合理的過量空氣系數。

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（2）空氣分級燃燒

基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成，采用倒三角的配風方式。在**階段預燃階段，將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少（相當于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富

燃料燃燒條件下燃燒。此時第**燃燒區內過量空氣系數α＜ 1，因而降低了燃燒區內的燃燒速度和溫度水平。因此，不但延遲了燃燒過程，而且在還原性氣氛中降低了生成NOX 的

反應率，抑制了NOX 在這一燃燒中的生成量。**階段燃燼階段，為了完成全部燃燒過程，完全燃燒所需的其余空氣則通過布置在主燃燒器上方的專門二次風噴口送入爐膛，與第**

燃燒區在“貧氧燃燒”條件下所產生的煙氣混合，在α ＞ 1的條件下完成全部燃燒過程。這一方法彌補了簡單的低過量空氣燃燒的缺點。在第**燃燒區內的過量空氣系數越小，抑制NOX 的生成效果越好，但不完全燃燒產物越多，導致燃燒效率降低、引起結渣和腐蝕的可能性越大。因此，為保證既能減少NOX 的排放，又保證鍋爐燃燒的經濟性和可靠性，必須正確組織空氣分級燃燒過程。

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（3）燃料分級燃燒

在燃燒中已生成的NO 遇到烴根CHi 和未完全燃燒產物CO、H2、C 和CnHm 時，會發生NO 的還原反應，重新還原為N2。利用這一原理，將主要燃料送入第**燃燒區，在α>1條件下，燃燒并生成NOX。送入**燃燒區的燃料稱為一次燃料，其余15~20% 的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區，在α<1 的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在**燃燒區中生成的NOX 在二級燃燒區（再燃區）內被還原成氮分子，送入二級燃燒區的燃料又稱為二次燃料，或稱再燃燃料。在再燃區中不僅使得已生成的NOX 得到還原，還抑制了新的NOX 的生成，可使NOX 的排放濃度進一步降低。在采用燃料分級燃燒時，為了有效地降低NOX 排放，再燃區是關鍵。因此，需要研究在再燃區中影響NOx 濃度值的因素。

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（4）煙氣再循環

目前使用較多的還有煙氣再循環法，它是在鍋爐的空氣預熱器前抽取一部分低溫煙氣直接送入爐內，或與一次風或二次風混合后送入爐內，這樣不但可降低燃燒溫度，而且也降低了

氧氣濃度，進而降低了NOX 的排放濃度。但是，在現有設備沒再循環就得進行設備改造，還是進行經濟性和**性比較后才能實施。