1。3 国内外NOx控制现状

当前国内外进行控制NOx排放的主要技术可以分为燃烧前期、燃烧中期和燃烧后期烟气脱硝。燃烧前脱硝由于其成本高、难度大、处理程序较为复杂，所以它的应用较少，目前尚未开展更多研究。而燃烧中脱硝是指在燃烧过程中抑制NOx的生成量，它主要包括燃料分级燃烧、低过量空气系数燃烧和空气分级燃烧和低NOx燃烧器。燃烧后烟气脱硝是指把燃料生成的NOx通过一定方法来还原成氮气，主要分为干法和湿法两种，干法主要有选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、非选择性催化还原（NSCR）以及活性炭吸附和联合脱硫脱硝法等；湿法有酸、碱吸收法、吸收还原法等，其中SCR、SNCR技术在电厂中应用广泛[4]。

 对于在燃烧过程中NOx生成机理和控制技术的研究始于20世纪50年代期间，随后在20世纪80年代对低氮燃烧技术的研究进入一个黄金时期，开发了一大批降低NOx排放的新型技术。欧洲在1988年颁布了“欧共体关于大型燃烧设备污染物排放限制法令”，要求对欧洲各国在1987年7月前安装的大于50MW的所有燃烧设备在NOx排放的控制减排方面做出有关规定，要求在截至1993年NOx的排放量必须削减至1080年的90%，而1998年则要削减至1980年的70%[4]。而美国、德国和日本等发达国家也制定了相应的NOx控制标准来限定锅炉的NOx排放量。例如美国在1990年修订了《清洁空气法》。欧洲、美国和日本都是世界上对NOx排放控制较为先进的国家地区。

节能减排是我国社会发展的长远方针，也是维持生态环境可持续发展的重要措施。国家颁布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中明确提出，到2015年，全国二氧化硫的排放总量要控制在2086。4万吨，比2010年的2267。8万吨下降8%；而全国氮氧化物的排放总量要控制在2046。2万吨，比2010的2273。6万吨下降10%[5]。

2 低NOx燃烧技术

2。1  NOx生成机理

燃料在燃烧过程中生成的氮氧化物NOx主要是指NO、NO2 和N2O ，其中NO约占90%，NO2占5%-10%左右，另外还有少量的N2O[4]。而在煤粉锅炉中，几乎不生成N2O。根据燃料和燃烧条件不同，NOx的生成机制分热力型NOx、快速型NOx和燃料NOx三种[14]。

2。1。1热力型NOx

热力NOx是燃烧过程中，空气中的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物，影响热力NOx生成的主要因素是火焰温度、氧浓度以及高温区范围的大小，其NOx的生成速度随温度升高而呈指数性变化迅速增加，遵循于阿雷尼乌斯定律。温度越高，氧浓度越大，高温范围越大，热力型NOx的生成量就越大。当温度低于1500°C时，几乎不生成NOx。只有当温度超过1500°C时，才会较为明显生成NOx。

由上面影响热力NOx生成的主要因素可以知道，降低热力型NOx的生成浓度的主要控制手段就是尽量降低燃烧温度，尽量减少燃烧反应中局部高温的形成，尽量控制较短的烟气高温区停留时间以及合适的过量空气系数，实现低氧燃烧，都能有效地抑制热力NOx的生成[4]。

2。1。2 快速型NOx

快速NOx是燃料中碳氢化合物CmHm与空气中的N2预混燃烧生成的。它在1971年菲尼摩尔的试验中发现，燃料中空气中的N2被燃料中生成的烃类原子团（Chi）撞击，生成中间产物CN、H2CN、HCN等，这些中间产物再和燃料生成的OH和O等原子团进一步发硬生产NOx[4]。由它生成在燃烧初期火焰锋面的内部，且生成时间极短，反应非常迅速，所以也称为瞬态NOx。快速NOx的生成量也很少，只占总NOx的5%以下。

由上文分析可知，快速型NOx的特点是生成速度快、时间短。只要保持足够的氧量供应，阻止燃料分解成CH、CH2，即可抑制快速NOx的生成。