摘 要:氮氧化物是燃煤電站鍋爐排放的大氣污染物之一。文章通過(guò)研究低NOx排放控制技術(shù)，論述了鍋爐煙氣凈化、低NOx燃燒技術(shù)措施，使Nox污染物排放的可靠性大大降低，燃燒主要生成的氮氧化物包括了NO、NO2、N2O3、N2O4以及N2O5等。

關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐；NOx；燃燒；排放；控制；研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TK227.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）20-0167-02

近些年來(lái)，人們對(duì)氮氧化物的危害越來(lái)越引起重視，在這樣的情況下，對(duì)氮氧化物污染的治理就顯得非常必要了。在燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒的這一過(guò)程當(dāng)中，所產(chǎn)生的氮氧化物，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，目前，這一氮氧化物也已經(jīng)成為了電站鍋爐煙氣污染物當(dāng)中的最主要控制目標(biāo)之一。

1 NOx的定義

燃燒主要生成的氮氧化物包括了NO、NO2、N2O3、N2O4以及N2O5等等，我們把這些統(tǒng)稱(chēng)為NOx。一般來(lái)講，在具體的燃燒過(guò)程中，氧化物中所含有的NO所占的比例超過(guò)了90%，氧化物本身具有很大的毒性，它非常容易和動(dòng)物血液當(dāng)中的血色素結(jié)合，從而是動(dòng)物的血液缺氧，進(jìn)而依法中樞神經(jīng)麻痹。對(duì)于NO2來(lái)講，它主要是通過(guò)NO氧化而成的，它所占的比例范圍在5%～10%之間，它能夠?qū)θ说暮粑鞴兖つぎa(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，特別是對(duì)人肺部的刺激，它的毒性和SO2以及NO相比較起來(lái)，要強(qiáng)很多，它在經(jīng)過(guò)了紫外線(xiàn)的照射，在經(jīng)過(guò)了與碳?xì)浠衔锏慕佑|之后，還會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而生成淺藍(lán)色并且有毒的光化學(xué)煙霧，這種煙霧能夠?qū)θ说难劬?、鼻子、心、肝以及肺等產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和損害。

2 燃燒過(guò)程中NOx的生成的抑制

在煤的燃燒過(guò)程中，NOx的生成有三種途徑，即熱力型N0x，快速型N0x和燃料型N0x。熱力型N0x是高溫下空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成的，當(dāng)溫度低于1 300℃時(shí)，NOx的生成量很少；在溫度高于1 300℃時(shí)，NOx的生成量才逐漸增多?？焖傩蚇Ox也是由空氣中的氮生成的，在燃料富集區(qū)通過(guò)煤燃燒時(shí)碳?xì)浠衔锓纸猱a(chǎn)生的CH1等自由基與氮?dú)夥磻?yīng)生成氰化物．氰化物進(jìn)而被氧化生成NOx，快速型NOx通常不到NOx生成總量的5％。燃料型NOx是燃料中的氮經(jīng)氧化生成的．燃料氮又可分為在煤燃燒時(shí)隨揮發(fā)分析出的揮發(fā)分氮和殘留在焦炭上的焦炭氮。對(duì)于中小型燃煤鍋爐，燃燒溫度比較低，形成的NOx主要是燃料型N0x。因此，對(duì)于中小型燃煤鍋爐，低NOx燃燒技術(shù)主要是控制和減少燃料型N0x在燃燒過(guò)程中的產(chǎn)生。燃料型NOx的生成機(jī)理目前還不十分清楚，一般認(rèn)為其形成與煤的熱解產(chǎn)物和氧氣濃度．及其分布密切相關(guān)。為了盡可能地減少燃料型NOx的生成，既要抑制燃燒過(guò)程中NOx的生成。

3 再燃燒技術(shù)抑NOx生成研究

氣體再燃燒技術(shù)將整個(gè)爐膛沿高度分為三個(gè)燃燒區(qū)，分別為主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。對(duì)層燃爐來(lái)說(shuō)．主燃區(qū)就是煤層的燃燒區(qū)，在此區(qū)內(nèi)空氣過(guò)量系數(shù)大于l，80％～85％的燃料在此區(qū)內(nèi)燃燒并生成NOx。在燃燒的這一區(qū)域當(dāng)中，所送入近來(lái)的氣體燃料能夠在一定的條件下發(fā)生燃燒，這一條件就是過(guò)量空氣系數(shù)要比1來(lái)的小，經(jīng)過(guò)燃燒，會(huì)形成比較強(qiáng)的還原性氣體，從而使得在主燃燒區(qū)域內(nèi)所形成的NOx被還原成為氮?dú)?，同時(shí)抑制新的NOx生成。由于在缺氧條件下燃燒．有一定量的CO生成，通過(guò)在燃盡區(qū)內(nèi)通入二次風(fēng)，使得在空氣過(guò)量系數(shù)大于l的條件下運(yùn)行，將C0等未完全燃燒盡的燃料徹底燃盡。

所謂的燃料分級(jí)燃燒，簡(jiǎn)單來(lái)講就是再燃燒，它的最主要的忒單就是把燃燒氛圍三個(gè)區(qū)域，分別是主燃燒區(qū)、二級(jí)燃燒區(qū)以及三級(jí)燃燒區(qū)。具體過(guò)程如下：把80%至85%的燃料放在主燃燒區(qū)域中，在這一區(qū)域中，會(huì)形成大量的NOx；把另外的15%～20%的燃料放在二級(jí)燃燒區(qū)域中，在過(guò)量空氣系數(shù)要比1來(lái)的小的時(shí)候，發(fā)生還原反應(yīng)，使得主燃燒區(qū)域中所產(chǎn)生的NOx在這一區(qū)域中還原成為N2；而三級(jí)燃燒區(qū)也被稱(chēng)作燃盡區(qū)，它是在二級(jí)燃燒區(qū)上面布置上火上風(fēng)噴口而形成的，它的最主要目的是要對(duì)二級(jí)燃燒區(qū)域中沒(méi)有徹底燃燒盡的燃料徹底燃盡。除了燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒方式的改進(jìn)來(lái)降低氮氧化物之外，研究開(kāi)發(fā)效率高、低污染物排放的新型燃煤鍋爐作為替代產(chǎn)品，逐步淘汰現(xiàn)有技術(shù)落后設(shè)備，是符合中國(guó)能源結(jié)構(gòu)，徹底解決燃煤污染問(wèn)題的良好途徑。煤是可燃的有機(jī)物與成灰的無(wú)機(jī)物的混合體。在燃燒過(guò)程中，不同組分的選出及燃燒特性差別很大。傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)沒(méi)有考慮到這種階段性。因此，在燃燒過(guò)程中，各種污染物的生成相互耦合，如小型燃煤爐中一氧化碳和氮氧化物之間的耦合。流化床中二氧化硫和氮氧化物之間的耦合。由于這種耦合作用，很難采用調(diào)整燃燒的方式同時(shí)降低不同污染物的排放。煤炭解耦燃燒技術(shù)根據(jù)煤炭在燃燒過(guò)程中所具有的階段性，利用分級(jí)轉(zhuǎn)化的方法，解除污染物生成過(guò)程中的耦合關(guān)系，有利于脫硫和脫硝反應(yīng)在各自最佳的反應(yīng)條件下進(jìn)行。解耦燃燒技術(shù)的原理是將燃燒過(guò)程分為煤炭熱解（解耦）與熱解氣和半焦燃燒（耦合）兩個(gè)階段。利用煤炭自身的熱解產(chǎn)物抑制煤炭燃燒過(guò)程中污染物的生成。該技術(shù)在小型民用燃煤設(shè)備上可用較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)是21世紀(jì)能源發(fā)展的主導(dǎo)方向。經(jīng)濟(jì)有效地降低燃煤過(guò)程中氮氧化物的排放對(duì)于控制大氣污染具有重要的意義。我們知道，現(xiàn)如今，對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，而現(xiàn)有的低NOx燃燒技術(shù)是不能夠和中小型燃煤鍋爐中提出的NOx的排放要求相滿(mǎn)足的，所以，找出和我國(guó)的國(guó)情相適應(yīng)的成本比較低的NOx燃燒技術(shù)是具有廣闊的前景的，它對(duì)中小型燃煤鍋爐當(dāng)中多個(gè)污染問(wèn)題的解決，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的提升都有著積極地意義。當(dāng)前應(yīng)該鼓勵(lì)燃煤鍋爐的技術(shù)創(chuàng)新，以污染小、成本低、耗水耗能少以及新型實(shí)用為側(cè)重點(diǎn)，大力研究開(kāi)發(fā)新型高效、低污染排放的燃煤鍋爐。

參考文獻(xiàn)：

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