关于锅炉燃烧NOx生成机理及调整控制方法
氮氧化物的生成机理及防治措施
碳氢化合物燃烧时，分解成 CH、CH2和C2等基团，与 N2发生如下反应
火焰中存在大量O、OH基 团，与上述产物反应
燃料型NOx的形成
燃料中的N通常以原子状态与HC结合，C—N键的键能
较N ≡N 小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx
火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的
比例
NO
燃料中20％～80％的氮转化为NOx O,H,OH
氮氧化物的性质及来源
NOx的性质（续）
NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降
NOx的来源
固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a） 人类活动（5×107t/a）
○ 燃料燃烧占 90％ ○ 95％以NO形式，其余主要为NO2
燃烧过程 NOx的形成 机理
形成机理
○ 燃料型NOx ● 燃料中的固定氮生成的NOx
两段燃烧技术
第一段：氧气不足，烟气温 度低，NOx生成量很小
第二段：二次空气，CO、 HC完全燃烧，烟气温度低
先进的低NOx燃烧技术
原理：低空气过剩系数运行技术＋分段 燃烧技术
炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器
○ 炉壁设置助燃空气（OFA，燃尽风）喷嘴 ○ 类似于两段燃烧技术
先进的低NOx燃烧技术
第九章 氮氧化物污染控制
教学内容 一． 氮氧化物的性质及来源
二． 燃烧过程中氮氧化物的 形成机理
三． 低氮氧化物燃烧技术
四． 烟气脱硝技术
重
点
教学目标
氮氧化物的形成机理，低氮氧 通过本节内容的学习，使学生
化物燃烧技术和烟气脱硝技术。 达到如下要求（1）了解氮氧 化物的性质和主要来源（2）
熟悉氮氧化物的形成机理（3）
锅炉燃烧氮氧化物生成控制
生物质锅炉锅炉分层分段燃烧对NOx产生的控制一、NOx的危害氮氧化物NOx对人体有着很大的危害，也是造成酸雨的原因之一。
大气中一半以上的NOx是由人为污染产生的。
二、锅炉烟气NOx排放概况锅炉烟气中的NOx主要是NO和NO2，其中约90%为NO，约5—9%为NO2，约1%为N2O。
而主要部分NO不易溶于水，故NOx不易去除。
按照GB13271-2014国家《锅炉大气污染物排放标准》，对生物质锅炉 NOx的排放要求是：在用锅炉小于200mg/Nm³，新建锅炉小于150mg/Nm³（参照燃气锅炉的排放标准）。
我们公司生物质供热锅炉烟气中NOx的排放实际监测值一般为150—200mg/Nm³，故我公司锅炉NOx的排放极有可能不达标，已面临着极其严峻的问题。
如果锅炉大气污染物排放标准中对NOx的排放要求再次提高，将不可能不可能达标。
三、NOx的工业常见处理方法工业中主要采用SCR和SNCR的方法处理锅炉烟气中的NOx。
以10t/h锅炉为例，目前最便宜的锅炉烟气 SNCR脱硝装置每套投资约为80—300万元，但只能去除锅炉烟气中35%-40%的NOx,而且脱硝用的NH3•H2O或尿素运行投入成本高，不利于生物质供热的成本控制。
以下将讨论如何通过燃烧工况的调整来控制NOx的生成。
四、燃烧调整对NOx产生的控制1、NOx的产生机理：（1）燃料型NOx：燃料型NOx主要是在700—900℃燃烧温度时，燃料中N元素的化合物被分解后氧化生成的（如图：A区产生）。
燃料型NOx的产生对O2的浓度很敏感，制造还原性的气氛可有效抑制燃料型NOx的生产。
燃料型NOx约占了锅炉烟气中NOx的75—90%。
（2）温度型NOx：温度型NOx是空气中的N2在高温下被O2氧化生成（如图B区产生）。
温度达到1350—1500℃时，温度型NOx才会大量生成，在950℃以下基本不产生温度型NOx。
故控制较低的炉膛燃烧区温度可有效抑制温度型NOx生成。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是一种常见的能源转换设备，它通过燃烧煤炭释放能量，并将其转化为电力。
锅炉燃烧煤炭过程中会产生大量的氮氧化物（NOx），这对环境和人体健康都带来了严重的影响。
本文将介绍燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理，并提出了一些防治措施。
燃煤电站锅炉氮氧化物主要由两种氮氧化物组成：一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们的形成机理如下：1. 燃烧过程中的热力反应：燃煤电站锅炉中的燃烧过程会使空气中的氮气与煤炭中的氮元素发生反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
这是氮氧化物形成的主要途径。
2. 脱氮反应：一氧化氮和二氧化氮在高温环境下会与燃烧产物中的还原剂（如CO、H2等）发生反应生成氮气。
这种反应被称为脱氮反应，通过这种反应可以减少一氧化氮和二氧化氮的排放。
为了减少燃煤电站锅炉氮氧化物的排放，可以采取以下防治措施：1. 技术措施：引入新的燃烧技术，如低氮燃烧技术、超临界燃烧技术等，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的产生量。
还可以采用烟气脱硝技术对烟气进行处理，将氮氧化物转化为无毒的氮气。
2. 设备改造：对燃煤电站锅炉进行改造，增加脱硝装置，以降低氮氧化物的排放。
目前常用的脱硝设备有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等。
3. 燃烧管理：通过优化燃烧工艺、燃烧控制系统和燃烧参数的调整，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成。
4. 排放控制：对烟气进行净化处理，通过除尘器、脱硫装置等设备去除大部分氮氧化物。
燃煤电站锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物对环境和人体健康都具有潜在的危害。
为了减少其排放，需要采取一系列的技术措施、设备改造、燃烧管理、排放控制和燃料处理等防治措施。
这将有助于改善空气质量和保护人体健康。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是一种常见的发电设备，但使用煤炭燃烧会产生大量的氮氧化物（NOx），它是造成大气环境污染的主要来源之一。
为了降低煤炭燃烧带来的氮氧化物排放，需要了解它们的形成机理，并采取相应的防治措施。
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们的形成主要是通过两个步骤实现的：氮氧化物的生成和氮氧化物的转化。
氮氧化物的生成是由于燃烧过程中的高温条件下空气中的氮气（N2）与氧气（O2）反应生成一氧化氮（NO）。
然后，一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮（NO2）。
而氮氧化物的转化是指NO和NO2之间的相互转化。
在高温条件下，NO和O2可以反应生成NO2，这个过程被称为氧化反应。
而在低温条件下，NO2可以分解生成NO，这个过程被称为还原反应。
为了控制燃煤电站锅炉产生的氮氧化物排放，可以采取以下防治措施：1. 燃烧控制：优化燃烧过程，提高燃烧的充分性和均匀性，降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
2. 燃烧改进：采用低氮燃烧技术，如燃烧对分布、煤粉喷嘴调整、燃料预处理等措施，可以减少高温燃烧区域的形成，从而降低氮氧化物的生成。
3. 燃烧调整：合理调整供氧量和燃料分配，维持适宜的燃料-氧化剂比，以减少高温区域内氮氧化物的生成。
4. 锅炉改造：安装氮氧化物减排设备，如选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等技术来降低氮氧化物的排放。
5. 烟气脱硝：采用湿法或干法的烟气脱硝技术，通过在烟气中喷射还原剂或氨水等药剂来减少氮氧化物的排放。
6. 设备运维管理：加强设备的运维管理，定期进行设备的清洗和维护，确保设备的正常运行和效率。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理复杂，但采取相应的防治措施可以降低氮氧化物的排放。
这对于保护大气环境和改善空气质量至关重要。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是大气污染的重要来源之一，其中氮氧化物（NOx）是主要的污染物之一。
本文将详细介绍燃煤电站锅炉中NOx的形成机理以及防治措施。
燃煤电站锅炉中NOx的形成主要有两个途径：热反应途径和燃料反应途径。
热反应途径：在燃烧过程中，煤炭中的氮在高温下与氧发生反应，生成一氧化氮（NO）。
烟气中的一氧化氮进一步在高温下与大量的氧气反应，生成二氧化氮（NO2），这是最主要的NOx形成途径。
这种热反应途径占据了NOx总排放量的60%至80%。
燃料反应途径：煤炭中的有机氮化合物如胺、腈、蛋白质等在燃烧过程中氧化生成一氧化氮。
煤炭中的含硫化合物如硫酸铵、硫化氢等也会增加NOx的形成。
这种燃料反应途径占据了NOx总排放量的20%至40%。
燃煤电站锅炉中NOx的防治措施主要包括以下几个方面：1. 燃烧调整技术：通过调整燃烧条件，可以减少燃烧温度和氧浓度，从而降低煤炭中氮的氧化率。
采用低氮燃烧技术、燃烧再循环技术、燃烧扩散焚烧技术等可以有效降低NOx的生成。
2. 烟气脱硝技术：烟气脱硝技术是目前最常用的NOx排放控制技术之一。
常见的烟气脱硝技术包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等。
SCR技术通过在烟气中注入还原剂，利用催化剂促进NOx的还原反应，将NOx转化为无害的氮气和水。
SNCR技术则是在烟气中喷射还原剂，使其与燃烧产物中的一氧化氮发生还原反应。
3. 燃料改进：改变煤炭的燃料成分，减少煤中的氮含量，可以有效减少NOx的生成。
采用低氮煤、低氮煤粉等可以降低NOx的排放。
4. 其他技术措施：燃烧过程中的过量空气的控制、燃烧器的优化设计、断续燃烧技术等也可以减少NOx的生成。
对煤炭冲洗和脱硫也能减少NOx的排放。
燃煤电站锅炉中NOx的形成机理复杂，但通过燃烧调整、烟气脱硝、燃料改进等技术措施可以有效防治NOx的排放，降低燃煤电站对大气环境的污染。
NOx影响因素分析及控制措施
152.99mg/m³升高至216.23mg/m³，将上述两指标上下限作为曲线终点得上线性关系图。发现在
NOx排放浓度控制在200mg/m³，煤质含硫量指标为1.482%。
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【NOx影响因素及控制措施】
四、NOx控制技术考察
技术交流 咨询电科院环保所所长关于我厂NOx超标问题，祁所回复近期将派技术人员现场诊断。
NOx测量值偏大。
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【NOx影响因素及控制措施】
二、NOx影响因素（二）煤质特性
+1.14
1#系统改造试验后数据
给料 机转 速平 均值
28.99
30.13
NOx排放 浓度为 124.63mg/m³
试验 后
现阶 段
1#系统近期运行数据数据 在给料机平均转速（给料量）基本相同 NOx排放 浓度为 212.50mg/m³
的情况下，在改造后一个阶段内燃用煤质含
硫量为1.853%的煤种时，NOx排放浓度平均 值为124.63mg/m³；在现阶段燃用煤质含硫 量为1.85%的煤种时，NOx排放浓度平均值为
212.50 mg/m³ 。
结论：煤质因素造成NOx排放浓度变化。
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Hale Waihona Puke 【NOx影响因素及控制措施】
二、NOx影响因素（二）煤质特性
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【NOx影响因素及控制措施】
三、NOx控制措施三（脱硫剂投加量）
脱硫剂的影响 为了提高脱硫效率，在循环流化床锅炉 运行的中需要投入更多的石灰石，以提
脱硫系统改造前后对比
高钙硫摩尔比，但研究表明，富余的CaO
是燃料氮转化为NO的强催化剂，因此脱 硫剂的投入最终将增加NOx的排放。
脱硫系统改造前后排放浓度平均值 计划采取的措施 改造后严格 执行新标准
燃气轮机NOx生成机理及降低措施
燃气轮机NO x生成机理及降低措施一燃烧过程中N Ox生成机理1.热力型NOx生成机理（泽尔道维奇机理）热力型NOx是指空气中的N2在高温条件下氧化生成的氮氧化物，其主要成分是NO。
按照这一机理，空气中的N2氧化，是通过如下一组不分支的链式反应进行在高温下的，生成速率如下式所示：生成NO所需的活化能很大，通常氧原子与燃料中可燃成分之间的活化能较小，反应较快，因此，NO通常不在火焰面上生成，主要生成区域位于火焰下游高温区。
温度对热力型N Ox的影响是非常明显的，当温度低于1800K时，热力型NOx生成量很少，当温度高于 1800K时，反应逐渐明显，而且随着温度的升高，NOx生成量急剧升高。
从图中可以大致看出，温度在1800K左右时，温度每升高l00K，反应速度将增大6一7倍。
由于在实际燃烧过程中，燃烧室内温度分布通常是不均匀的，如果有局部的高温区域，则在这个区域会生成较多的NOx，它可能会对整个燃烧室内的NOx生成起到关键的作用。
因此，在实际的燃烧器设计过程中应尽量避免局部高温区的形成。
过量空气系数对热力型N O x的影响也是非常明显的，热力型NOx生成量与氧浓度的平方根成正比，即氧浓度增大，在较高的温度下会使氧分子分解的氧原子浓度增加，从而使热力型N Ox的生成量增加。
但在实际燃烧过程中情况会更复杂一些，因为过量空气系数的增加一方面增加了氧浓度，另一方面也降低了火焰温度，从总体趋势上来看，随着过量空气系数的增加，NOx生成量先增加，到达一个极值后下降。
气体在高温区域的停留时间对热力型NOx生成也有影响，主要是因为N o x生成反应速度较慢，没有达到化学平衡所致。
在其它条件不变的情况下，气体在高温区停留时间越长，NOx生成量就越大，直到达到化学平衡浓度。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是目前主要的电力发电设备之一，但由于燃煤过程中会产生大量的氮氧化物（NOx），严重影响环境空气质量和人体健康。
本文将介绍燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理以及相应的防治措施。
燃煤电站锅炉氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），它们的形成与燃煤过程中氮气和空气中的氧气在高温下发生化学反应有关。
具体来说，煤中的氮化合物在燃烧时转化为一氧化氮，并在一定条件下进一步氧化为二氧化氮。
这些氮氧化物会随烟气一同排放到大气中。
针对燃煤电站锅炉氮氧化物的防治措施主要包括两方面，一是在燃烧过程中控制氮氧化物的形成，二是利用氮氧化物减排技术进行后处理。
在燃烧过程中控制氮氧化物的形成，一方面可以通过调节燃烧温度来减少氮氧化物的生成。
降低燃烧温度可以采用调节燃煤供给量、调整燃烧空气量，或者采用燃煤的预处理等方法。
还可以通过控制燃烧混合物中的氧气浓度来减少氮氧化物的产生。
增加燃煤燃烧过程中的氧气供应可以采用空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术等方法。
除了在燃烧过程中控制氮氧化物的形成，还可以采用氮氧化物减排技术进行后处理。
目前常用的氮氧化物减排技术主要包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）两种。
SCR技术通过在烟气中注入氨水或尿素水，在催化剂的作用下将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水。
SNCR技术则是在烟气中直接喷射氨水或尿素水，通过高温下的非催化还原反应将烟气中的氮氧化物减少。
还可以采用燃料改性技术来减少煤炭中的氮含量，从而减少氮氧化物的形成。
常用的燃料改性技术包括煤的脱硫脱氮、煤的氧化改性等。
燃煤电站锅炉氮氧化物的形成与燃烧过程中的高温氮氧化反应密切相关。
通过调节燃烧温度、氧气供给量以及采用氮氧化物减排技术等措施，可以有效减少燃煤电站锅炉排放的氮氧化物，保护环境空气质量和人体健康。
也需要在燃煤电站的规划设计和运行管理中加强对氮氧化物排放的监测和治理措施的落实。
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关于锅炉燃烧NOx生成机理及调整控制方法
锅炉燃烧产生的NOx可分为热力型、燃料型和快速型三种，热力型、燃料型和快速型NOx在煤粉燃烧时会同时生成。
但在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
热力型NOx产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性，其次是高的氧浓度，要减少热力型NOx的生成，可采取： (1)减少燃烧最高温度区域范围；(2)降低锅炉燃烧的峰值温度；(3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
燃料型NOx是燃料内含氮在燃烧过程中成离子析出与含氧物质反应形成NOx，或与含氮物质反应又成氮分子。
燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：(1)减少燃烧的过量空气系数；(2)控制燃料与空气的前期混合；(3)提高入炉的局部燃料浓度。
根据NOx的生成机理，在燃烧器设计上采用了SOFA和OFA分级燃烧技术的同时，还采用了煤粉浓淡分离技术，尽可能抑制NOx的生成。
另外，我厂锅炉在高负荷时产生的NOx降低、低负荷时升高的情况，原因主要是由于负荷降低时，各层燃烧器煤粉浓度降低，炉膛内局部还原性气氛减弱，引起NOx产生增加。
根据NOx产生的机理，从降低排放NOx浓度方向，提出以下调整方法：
1.根据NOx产生机理，以下调整主要通过燃烧、配风等方式的
改变来减少NOx的生成。
但可能造成汽温的变化时，应通过
燃烧器摆角的调整来调节汽温；
2.提高炉膛与风箱差压，满负荷时0.65~0.75kPa，低负荷区段保
持在0.4~0.55kPa。
高负荷开足上部OFA和SOFA风门挡板，
关小周界风挡班开度至20%，除下部AA层挡板开度在60%，
其余各层挡板开度30%；
3.经常检查氧量测点及标定表计，并根据总风量以及送风机的电
流、开度等，判断炉内燃烧是否正常，在保证燃烧安全的前提
下，尽量维持低氧量燃烧，对降低NOx排放有利；
4.调整各层煤量，最下层和最上层的煤量要少于中间两层
10~15%，如果总煤量是120T/h，则B：28 T/h、C：32 T/h、D：
32 T/h、E：28 T/h，并且根据各层煤量，按规程控制磨的出口
温度；
5.在减少漏煤、飞灰和炉渣的含碳量，且不明显增加磨煤机电耗
的情况下，调整煤粉细度，A、E两层R90=19%，其余各层
R90=24%，如果磨煤机有较大裕量，还可以适当减小细度，以
增加煤粉初期的低氧燃烧生成还原性强的CO，以抑制NO的
形成。
锅炉运行操作是很复杂的技术，涉及面广，以上只是主要考虑降低NOx的措施。
实际运行中，应综合考虑安全、经济等方面的因素，根据燃烧、汽温等情况进行相应的调整。