2。1。3 燃料型NOx

燃料型NOx是来自燃料中所含的氮化合物在燃烧过程中进一步氧化生成的氮氧化物，它主要产生在燃烧的初级阶段，占总NOx生成量的75%左右。其中来自挥发分燃烧产生的燃料型NOx生成量又占70%，焦炭燃烧产生的NOx则占燃料NOx的30%。所以挥发分燃烧产生的NOx是燃煤锅炉NOx排放的主要来源。燃料型NOx的生成机理十分复杂。

煤中氮化物析出的温度很高，通常在900K以上开始析出，完全析出需在2000K以上，而且需要停留足够长的时间。因此，影响燃料型NOx生成的因素有很多，其中包括煤中氮化合物的存在形态、还原，煤的燃烧方式、燃烧工况有关[4]。在通常的炉膛燃烧温度下，燃料型NOx的生成主要由挥发分N和焦炭氮。燃料型NOx的生成受温度影响的幅度较小，但对于氧气浓度因素的影响尤为密切。当前研究表明，炉膛内部过量空气系数的高低决定着煤粉中NOx的转换量。若燃烧过程中缺氧燃烧即氧气不足时，氮反应生成的NOx减少，降低了NOx的生成；并且氮原子会在局部低氧条件下还原成为对环境无害的N2。所以减少燃料型NOx生成的主要措施就是尽量降低燃烧阶段氧浓度，使煤粉在过量空气系数α<1的情况下燃烧。文献综述

基于以上原理，目前低NOx燃烧技术包括低氧燃烧、分级燃烧、浓淡分离等技术措施。归根到底，低NOx燃烧器一般都是力求在挥发分析出和燃烧初期，促进煤粉气流与热烟气尽快混合，以创造局部低氧环境。

2。2 低NOx燃烧技术

根据煤在燃烧过程中NOx的不同形成和转化原理，国内外控制NOx排放技术一般可以分为三种类型：燃烧前、燃烧中、燃烧后脱硝。当前国内外发展了多种技术措施控制火电厂锅炉燃烧过程中NOx的排放，主要包括以下两类：一是低NOx燃烧技术，即炉内烟气脱硝技术，通过改变燃烧方式、控制燃烧条件、调整燃烧过程的方式，来抑制燃料在燃烧过程中NOx的生成反应，以达到减少NOx排放的效果；二是烟气净化技术，即炉外脱硝技术，通过一定条件和方式，将燃烧过程中所生成的NOx还原成为无污染的N2，以降低烟气中的NOx浓度[4]。

烟气净化技术主要为选择性催化还原法（SCR）和非催化还原（SNCR）法，采取烟气净化方法可以大幅度降低NOx排放量，但是其成本和运行费用较高，不利于经济性[13]。而且对炉膛的燃烧条件要求高，如SNCR法中反应温度的范围较窄，且未完全反应完的氨气对尾部受热面的安全运行会带来不利影响，又比如SCR，使用了腐蚀性极强的液氨或氨水，所以对管路设备的要求较高，造价贵，不利于保养，而且由于NH3的泄露又会带来二次污染等问题[1]。

低NOx燃烧方法分为燃料分级燃烧、浓淡偏差燃烧、空气分级燃烧和烟气再循环等[6]。尤其空气分级燃烧技术目前国内应用非常广泛，实践证明空气分级燃烧技术对于燃煤电厂而言是一种较为经济合理的NOx控制方式[15]。

2。2。1 低氧燃烧

低氧燃烧又叫低过量空气燃烧，是使燃料在炉内总体过量空气系数较低的工况下燃烧。低过量空气系数燃烧投资最少，在燃烧阶段保持各燃烧器喷嘴处于何氏的风粉比条件下，通过降低炉膛内的过量空气系数，使燃煤在接近于理论空气量的条件下维持炉内的燃烧，可以降低排烟热损失，但又可能导致飞灰含碳量增加，导致未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失的增大，致使燃烧效率降低[7]。而且因为降低炉膛内部过量空气系数，致使炉内壁面附近形成还原性气氛，从而造成炉膛结焦和高温腐蚀等副作用，故其降低NOx的效果有限。但低氧燃烧技术是实现NOx排放减少的最有效方法之一[4]。