低NOx燃烧技术
低氮燃烧
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是一种有效的低NOx燃烧技术，运用空气分级燃烧原理对传统的煤粉炉燃烧系统进行综合改造不仅可以有效地降低NOx的排放量，还可以适当地保持其较好的经济性。
为了控制燃烧过程中NOx的生成量可采取的措施有：（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2）改善锅炉配风系统，降低燃烧过程中的NOx生成量；（3）增加一个或多个低NOx燃烧器，采用再燃技术。
燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
将过量空气系数适当降低（不影响锅炉正常燃烧），燃烧区处于“微过氧燃烧”状态时，对抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。
根据这一原理，在不影响锅炉正常燃烧的前提下，应用先进的自动化控制技术结合烟气再循环，适当降低燃烧区的空气量，可降低10-15%左右的NOx生成量。
锅炉的燃烧特性与锅炉结构、燃煤成分、操作要求等因素密切相关，并且存在炉膛出口温度与烟气中NOx含量正相变化的现象。
依据炉膛结构及煤粉燃烧特点，调整合理的配风系统，使燃烧区始终处于沸腾翻滚燃烧状态，加强烟气的搅动和补充足够的氧气，达到强化燃烧的目的，从而降低NOx生成量。
在降低燃烧区的氧浓度和改善锅炉配风系统基础上，增加一个或多个低NOx燃烧器。
通过燃料再燃技术，将燃烧过程分成主燃烧区、再燃区及燃尽区3个区域，把主燃烧区域中生成的NOx在再燃区还原成为分子氮气(N2)以降低NOx排放。
综合应用以上低氮燃烧措施后，可综合降低NOx生成量30％~40%。
低负荷稳燃及低NOx煤粉燃烧技术.
（1）两级燃烧• 空气量分两段送入炉膛，第一级的空气量大约为80%左右，从主燃烧区送入；第二级的空气量占20%左右，从燃烧区的上方送入，两级喷口之间的距离为1.5~2m。
• 可以降低燃料型和温度型NOx 的生成。
• 应保证第二级空气与燃尽区火焰的混合良好，避免造成不完全燃烧。
• 一次燃烧区内由于缺氧，形成还原性气氛，这样使灰熔点降低，不仅容易引起结渣，还会产生腐蚀。
• 由于燃烧分段进行，火焰拉长，如果组织不好，焦炭难以燃尽，还会引起炉膛出口处的受热面结渣。
（2）MACT与A-MACT炉内脱氮技术 MACT炉内脱氮技术：• 控制主燃烧区的燃料与空气比为0.8~0.9。
• 在主燃烧器上方设置OFA（Over Fuel Air）供风，使主燃烧区生成的NOx 到达OFA区时，由于缺氧而被还原成N2。
• 在上二次风OFA喷口上部再设置一层附加空气AA （Additional Air），还原区的未燃物进入燃尽区后与 AA供风混合，被充分燃烧。
A-MACT燃烧技术：• 将AA供风进一步细分为上下两层，以促进未燃物与空气的均匀混合，提高燃烧效率• 可将NOx 控制在60~150ppm内。
（3）扩大还原燃烧技术• 在主燃烧区与燃尽区之间留有较大的空间，并注入IAP供风（分级风），形成HCN、NH3、HC等还原性气氛，促使NOx还原。
• 与两段燃烧法相比，NOx 减少了35%，由210ppm降低到130~140ppm。
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术1 水泥窑炉系统NO X形成机理大致介绍2 现有低氮燃烧技术大致介绍3 低氮燃烧技术的效果4 改变燃料物化性能5 提高生料易烧性6、新型干法水泥应对脱硝的相应措施1、水泥窑炉系统NO X形成机理大致介绍1.1NO X的生成机理窑炉内产生的NO X主要有三种形式，高温下N2与O2反应生成的热力型NO X、燃料中的固定氮生成的燃料型NO X、低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的瞬时型NO X.1.2热力型NO X：由于是燃烧反应的高温使得空气中的N2与O2直接反应而产生的，以煤为主要燃料的系统中，热力型NO X为辅。
➢一般燃烧过程中N2的含量变化不大，根据泽里多维奇机理，影响热力型NOX 生成量的主要因素有温度、氧含量、和反应时间。
➢热力型NOX产生过程是强的吸热反应，温度成为热力型NOX生成最显著影响因素。
研究显示，温度在1500K以下时，NO生成速度很小，几乎不生成热力型NO，1800K以下时，NO生成量极少，大于1800K时，NO生成速度每100K约增加6-7倍。
➢温度在1500K以上时，NO2会快速分解为NO，在小于1500K时，NO将转变为NO2,一般废气中NO2占NO X的5-10%，排入大气中NO最终生成NO2，所以在计算环境影响量时，还是以NO2来计算。
可以说，窑炉内的温度及燃烧火焰的最高温度是影响热力型NO X生成量的一个重要指标，也最终决定了热力型NO X的最大生成量。
因此，在窑炉设计中，尽量降低窑炉内的温度并减少可能产生的高温区域，特别是流场变化等原因而产生的局部高温区。
燃烧器设计中，要具备相对均匀的燃烧区域来保证燃料的燃烧，降低火焰的最高温度。
这些都是有效降低热力型NO X的有效办法。
➢热力型NOX生成量与氧浓度的平方根成正比，氧含量也是影响热力型NO X 生成量的重要指标。
随O2浓度增加和空气预热温度的增加，NO X生成量上升，但会有一个最大值。
O2浓度过高时，过量氧对火焰有冷却作用。
目前国内流行的低NOx燃烧技术
目前国内流行的低NOx燃烧技术用改变燃烧条件的方式来降低NOx的排放，统称为低NOx燃烧技术。
在各类降低NOx排放的技术中，低NOx燃烧技术采纳最广、相对简单、经济而且有效。
目前要紧有以下几种：1. 低过量空气燃烧程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，能够抑制NOx的生成。
这是一种最简单的降低NOx排放的方式。
一样可降低NOx排放15－20%。
但如炉内氧浓度太低（3%以下），会造成浓度急剧增加，增加化学不完全燃烧热损失，引发飞灰含碳量增加，燃烧效率下降。
因此在锅炉设计和运行时，应选取最合理的过量空气系数。
2 .空气分级燃烧是将燃料的燃烧进程分时期完成。
在第一时期，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70－75%（相当于理论空气量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。
现在第一级燃烧区内过量空气系数α＜1，因此降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。
因此，不但延迟了燃烧进程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反映率，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
为了完成全数燃烧进程，完全燃烧所需的其余空气那么通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA（over fire air）――称为"火上风"喷口送入炉膛，与第一级燃烧区在"贫氧燃烧"条件下所产生的烟气混合，在α＞1的条件下完成全数燃烧进程。
由于整个燃烧进程所需空气是分两级供入炉内，故称为空气分级燃烧法。
弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。
在第一级燃烧区内的过量空气系数越小，抑制NOx的生成成效越好，但不完全燃烧产物越多，致使燃烧效率降低、引发结渣和侵蚀的可能性越大。
因此为保证既能减少NOx的排放，又保证锅炉燃烧的经济性和靠得住性，必需正确组织空气分级燃烧进程。
级燃烧方式改造现有煤粉炉，应付前墙或前后墙布置燃烧器的原有炉膛进行改装，将顶层燃烧器改作"火上风"喷口，将原先由顶层燃烧器送入炉膛的煤粉中形成富燃料燃烧，从而NOx生成。
低NOx燃烧技术专业资料
燃煤锅炉的低NO x燃烧技术NOx是对N2O、NO2.NO、N2O5以及PAN等氮氧化物的统称。
在煤的燃烧过程中, NOx生成物重要是NO和NO2, 其中尤以NO是最为重要。
实验表白, 常规燃煤锅炉中NO生成量占NOx总量的90%以上, NO2只是在高温烟气在急速冷却时由部分NO转化生成的。
N2O之所以引起关注, 是由于其在低温燃烧的流化床锅炉中有较高的排放量, 同是与地球变暖现象有关, 对于N2O的生成和克制的内容我们将结合流化床燃烧技术进行介绍。
因此在本章的讨论中, NOx即可以理解为NO和NO2。
一、燃煤锅炉NO x的生成机理根据NOx中氮的来源及生成途径, 燃煤锅炉中NOx的生成机理可以分为三类: 即热力型、燃料型和快速型, 在这三者中, 又以燃料型为主。
它们各自的生成量和炉膛温度的关系如图3-1所示。
实验表白, 燃煤过程生成的NOx中NO占总量的90%, NO2只占5%～10%。
1.热力型NOx热力型NOx是参与燃烧的空气中的氮在高温下氧化产生的, 其生成过程是一个不分支的链式反映, 又称为捷里多维奇（Zeldovich）机理→(3-1)O2O2→+O+NONN(3-2)2→+N+NOOO(3-3)2如考虑下列反映→+(3-4)N+NOHOH则称为扩大的捷里多维奇机理。
由于N≡N三键键能很高, 因此空气中的氮非常稳定, 在室温下, 几乎没有NOx生成。
但随着温度的升高, 根据阿仑尼乌斯（Arrhenius）定律, 化学反映速率按指数规律迅速增长。
实验表白, 当温度超过1200℃时, 已有少量的NOx生成, 在超过1500℃后, 温度每增长100℃, 反映速率将增长6～7倍, NOx的生成量也有明显的增长, 如图3-1所示。
但总体上来说, 热力型NOx的反映速度要比燃烧反映慢, 并且温度对其生成起着决定性的影响。
对于煤的燃烧过程, 通常热力型NOx不是重要的, 可以不予考虑。
一般来说通过减少火焰温度、控制氧浓度以及缩短煤在高温区的停留时间可以克制热力型NOx的生成。
低NOx燃烧技术
欧洲标准：200 mg/m3 ，挥发分较高、发热量高的商品煤。
美国标准： 180 mg/m3，全部挥发分较高的烟煤； 日本标准： 150 mg/m3，基本是燃烧原煤（包括洗块、洗中、洗末） 中国标准： 200 mg/m3，2003年以前投产的锅炉。 100 mg/m3，2003年以后投产的锅炉。 劣质煤（洗中煤、洗末煤）挥发分低、灰分高、发热量低、高水 分的煤种。
4.2 锅炉过量空气系数的影响 当空气不分级燃烧时，降低过量空气系数，在一定程度上会起到限制 反应区内氧浓度的目的，因而对热力型NOx和燃料型NOx的生成都有明显 的控制作用，采用这种方法可使NOx生成量降低15%～20%。但是CO浓度 会随之增加，燃烧效率下降。当采用空气分级时，可以有效NOx排放量， 随着一次风量减少，二次风量增加，N被氧化的速度降低，NOx排放量也 相应下降。
1.3 美国洛杉机光化学烟雾
• 美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。 • 1952年美国洛杉矶发生光化学烟雾，附近农作物一夜之间严重受害；6.5 万公顷的森林，29％严重受害，33％中等受害，其余38％也受轻度损害。
2
序号
“十二五”国家主要污染物总量控制(GB13223-2011)
污染物项目 烟尘 全部 新建锅炉 二氧化硫 适用条件 限值 30 100 200(1) 200 400(1) 100 200(2) 0.03 30 100 200 污染物排放监控位置
挥发分N/燃料N,%
时间,ms
影响NOx生成的主要因素是： 一、炉膛温度水平，炉膛温度越高，NOx排放量越大； 二、高温燃烧区的含氧量，过量空气系数越高，NOx排放量越大。 因此在低NOx燃烧器设计时，在高温区低氧、在相对低温区过氧的燃烧方 式。
低氮燃烧技术原理
低氮燃烧技术原理
低氮燃烧技术，是指在燃烧过程中将NOx的产生控制在一定范围内的一种技术。
对于燃煤锅炉，低氮燃烧主要是指减少燃料中的氮化合物的生成量。
燃烧过程中，生成的NOx有两种形态：一种是NOX，一种是氮氧化物。
当燃烧器中的空气过剩系数与燃料种类、负荷、煤种等因素相匹配时，NOX就会很低；当燃烧过程中存在高温区时，温度较高时，燃料中氮化合物被氧化成氮氧化氮，这样NOX就会急剧升高；当燃烧过程中存在还原性气氛时，燃料中的氮氧化合物被还原成氮气；当燃烧器结构设计不合理，空气过剩系数过大或燃料种类与负荷不匹配时，燃烧器中的氧气过量系数过小，这时燃烧反应生成的氮氧会以NOX形式向空气中逃逸。
为减少NOX排放，国内外均采用降低燃料氮化合物生成量的方法来控制锅炉的NOx排放。
主要措施是优化燃烧过程、改进空气系统及改善燃烧条件等。
1.合理选择燃料及负荷
合理选择燃料是控制锅炉NOx生成量的有效途径。
—— 1 —1 —。
低NOx煤粉燃烧技术
因此,不但延迟了燃烧过程,而且在还原性 气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了 NOx在这一燃烧中的生成量.为了完成全部 燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过 布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA （over fire air）――称为"燃尽风（火上风） "喷口送入炉膛,与第一级燃烧区在"贫氧燃 烧"条件下所产生的烟气混合,在α＞1的条 件下完成全部燃烧过程.由于整个燃烧过程 所需空气是分两级供入炉内,故称为空气分 级燃烧法.
燃料分级燃烧
利用这一原理,将80-85%的燃料送入第一级燃烧 区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx.送入一级燃烧 区的燃料称为一次燃料,其余15-20%的燃料则在 主燃烧器的上部送入二级燃烧区,在α<1的条件下， 形成很强的还原性氛围，使得在一级燃烧区生成 的NOx在二级燃烧区内被还原成氮原子，二级燃 烧区又称为再燃区，送入二级燃烧区的燃料又称 为二次燃料或者再燃燃料。在再燃区中不仅使得 已生成的NOx得到还原，还抑制了新的NOx的生 成，可使NOx的排放浓度进一步降低。
目前，国内外控制NOx排放的技术措施主要 有两大类： 采用低NOx的燃烧技术，通过改变燃烧过 程来有效地控制NOx的生成。 尾部烟道脱硝处理。使用选择性催化还原 （SCR）和选择性非催化还原（SNCR） 两种方式对烟道气进行处理。
低NOx煤粉燃烧技术目前主要有以下几种 1）低过量空气燃烧 2）空气分级燃烧 3）燃料分级燃烧 4）烟气再循环 5）低NOx燃烧器
燃料分级燃烧
在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃 烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NO的还 原反应,反应式为： 4NO+CH4 =2N2+CO2+2H2O 2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2 =N2+2nCO2+mH2O 2NO+2CO =N2+2CO2 2NO+2C =N2+2CO 2NO+2H2 = N2+2H2O
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燃煤锅炉的低N O x燃烧技术NO x是对N2O、NO2、NO、N2O5以及PAN等氮氧化物的统称。
在煤的燃烧过程中，NO x生成物主要是NO和NO2，其中尤以NO是最为重要。
实验表明，常规燃煤锅炉中NO生成量占NO x总量的90%以上，NO2只是在高温烟气在急速冷却时由部分NO转化生成的。
N2O之所以引起关注，是由于其在低温燃烧的流化床锅炉中有较高的排放量，同是与地球变暖现象有关，对于N2O的生成和抑制的内容我们将结合流化床燃烧技术进行介绍。
因此在本章的讨论中，NO x即可以理解为NO和NO2。
一、燃煤锅炉NO x的生成机理根据NO x中氮的来源及生成途径，燃煤锅炉中NO x的生成机理可以分为三类：即热力型、燃料型和快速型，在这三者中，又以燃料型为主。
它们各自的生成量和炉膛温度的关系如图3-1所示。
试验表明，燃煤过程生成的NO x中NO占总量的90%，NO2只占5%～10%。
1、热力型NO x热力型NO x是参与燃烧的空气中的氮在高温下氧化产生的，其生成过程是一个不分支的链式反应，又称为捷里多维奇（Zeldovich）机理OO22→(3-1)NNONO+→+2(3-2)ONOON+→+2(3-3)如考虑下列反应HNOOHN+→+(3-4)则称为扩大的捷里多维奇机理。
由于N≡N三键键能很高，因此空气中的氮非常稳定，在室温下，几乎没有NO x生成。
但随着温度的升高，根据阿仑尼乌斯（Arrhenius）定律，化学反应速率按指数规律迅速增加。
实验表明，当温度超过1200℃时，已经有少量的NO x 生成，在超过1500℃后，温度每增加100℃，反应速率将增加6～7倍，NO x的生成量也有明显的增加，如图3-1所示。
但总体上来说，热力型NO x的反应速度要比燃烧反应慢，而且温度对其生成起着决定性的影响。
对于煤的燃烧过程，通常热力型NO x不是主要的，可以不予考虑。
一般来说通过降低火焰温度、控制氧浓度以及缩短煤在高温区的停留时间可以抑制热力型NO x的生成。
2、快速型NO x快速型NO x中的氮的来源也是空气中的氮，但它是遵循一条不同于捷里多维奇机理的途径而快速生成的。
其生成机理十分复杂，如图3-2所示。
与空气中的氮反应形通常认为快速型NO x是由燃烧过程中的形成活跃的中间产物CHi成HCN、NH和N等，再进一步氧化而形成的。
在煤的燃烧过程中，煤炭挥发分中的碳氢· ），这些活化合物在高温条件下发生热分解，生成活性很强的碳化氢自由基（CH· ，CH2化的CH i和空气中的氮反应生成中间产物HCN、NH和N，随后又进一步被氧化成NO，实验表明这个过程只需60ms，故称为快速型NO x，这一机理是由费尼莫（Fenimore）发现的，所以又称为费尼莫机理。
+CH+→NNHCN(3-5)2→C++CNNN(3-6)2由图3-1可以看出，在煤粉燃烧过程中快速型NO x生成量很小，大致在（10～100）×10-6，且和温度关系不大。
但随着NO x排放标准的日益严格，对于某些碳氢化合物气体燃料的燃烧，快速型NO x的生成也应该得到重视。
3、燃料型NO x由燃料中的N生成的NO x称为燃料型NO x，由图3-1可知，燃料型NO x是煤粉燃烧过程中NO x的主要来源，占总量60%～80%。
同时由于煤的热解温度低于其燃烧温度，因此在600～800℃时就会生成燃料型NO x，而且其生成量受温度不大。
煤的氮含量在%～%之间，且随其产地的不同有较大差异。
煤中绝大多数的氮都是以有机氮的形式存在。
在燃烧过程中，一部分含氮的有机化合物挥发并受热裂解生成N、CN、HCN和NH i等中间产物，随后再氧化生成NO x；另一部分焦炭中的剩余氮在焦炭燃烧过程中被氧化成NO x，因此燃料型NO x又分为挥发分NO x和焦炭NO x。
该过程如图3-3所示。
实验表明，在通常的燃烧条件下，燃煤锅炉中大约只有20%～25%的燃料氮转化为NO x，而且受燃烧过程空气量影响很大，常用过量空气系数（α）来表示燃烧过程空气量的多少，一般定义在化学当量比下的过量空气系数为1，大于1表示空气过量，小于1表示空气量不足。
如图3-4所示，当过量空气系数α=时，燃料型NO x的生成量接近于零，然后随过量空气系数的增加而增加。
同时进一步研究表明，焦炭氮向NO x的转化率很低，大多数燃料型NO x属于挥发分NO x，以上知识对于研究和开发燃料型NO x的控制技术是相当重要的。
煤燃烧的氮氧化物形成实际上是一个非常复杂的过程，与煤种、燃烧方式及燃烧过程的控制密切相关。
对于各种不同的煤种的原始NO x排放情况，一般来说无烟煤燃烧时的NO x排放量最大，褐煤燃烧时为最小，这不但与煤种有关，更重要的是与煤的燃烧方式有关，煤中的挥发分越低，燃烧时为了燃烧的要求，组织的燃烧温度越高，同时风量一般也最大，就形成了原始的NO x排放也越高。
图3-5所示的是不同的燃煤锅炉炉型所产生的原始NO x排放量的状况，从图中可以看来，对于循环流化床锅炉具有最好的低NO x排放性能，原始排放量最大的是液态排渣煤粉炉，这也是为什么目前液态炉用得不多的原因之一。
图3-6进一步给出了都是煤粉炉不同燃烧方式的条件下的NO x排放量，从图中可以看出，从NO x原始排放量来看，最佳的是固态排渣的切向燃烧锅炉，这类锅炉也是煤粉炉中应用最广的一种炉型。
在图3-6中同时还给出了为了满足环保要求，不同炉型的NO x排放控制要求的简单线算方法，因此通过这张图就可以初步判断用什么方法可以达到排放的要求。
二、燃煤锅炉的低NO x 燃烧技术低NO x 燃烧技术就是根据NO x 的生成机理，在煤的燃烧过程中通过改变燃烧条件、或合理组织燃烧方式等方法来抑制NO x 生成的燃烧技术。
正如前文所述，在燃煤过程中燃料型NO x ，尤其是挥发分NO x 的生成量占的比例最大，因此低NO x 燃烧技术的基本出发点就是抑制燃料型NO x 的生成。
根据燃料型NO x 的生成机理，可以将其生成过程归纳为如下竞争反应燃料氮→I ⋅⋅⋅+→+NO RO I (R1)⋅⋅⋅+→+2N NO I (R2)其中I 代表含氮的中间产物（N 、CN 、HCN 和NH i ），RO 代表含氧原子的化学组分（OH ，O ，O 2）。
反应R1是指含氮的中间产物被氧化生成NO x 的过程，反应R2指生成的NO x 被含氮中间产物还原成N 2的反应。
因此抑制燃料型NO x 的生成，就是如何设计出使还原反应R2显着的优先于氧化反应R1的条件和气氛。
除此之外，抑制热力型NO x 的生成也能在一定程度上减小NO x 的排放量，只是效果很小。
一般来讲抑制热力型NO x 的主要原则是：① 降低过量空气系数和氧气的浓度，使煤粉在缺氧的条件下燃烧；② 降低燃烧温度并控制燃烧区的温度分布，防止出现局部高温区；③ 缩短烟气在高温区的停留时间。
显然，以上原则多数与煤粉炉降低飞灰含碳量、提高燃尽率的原则相矛盾，因此在设计开发低NO x 燃烧技术时必须全面考虑。
目前常见的低NO x 燃烧技术主要有：低NO x 燃烧器技术、空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术（又称再燃技术）和烟气再循环技术。
各项技术的利用方式也不同，在燃煤锅炉中的布置位置也不同，如图3-7所示。
1、烟气再循环技术烟气再循环法是指将一部分燃烧后的烟气再返回燃烧区循环使用的方法。
由于这部分烟气的温度较低（140～180℃）、含氧量也较低（8%左右），因此可以同时降低炉内的燃烧区温度和氧气浓度，从而有效地抑制了热力型NO x 的生成。
循环烟气可以直接喷入炉内，或用来输送二次燃料，或与空气混合后掺混到燃烧空气中，工业实际中最后一种方法效果最好，应用也最多，如图3-8所示。
用于再循环的烟气量与不采用再循环时的总烟气量的比值称为再循环率，再循环率与NO x 排放量的关系如图3-9。
但是，再循环率的提高是有限度的，循环烟量的增加，入口处速度增大，会使燃烧趋于不稳定，发生脱火现象同时增加了未完全燃烧的热损失；一般再循环率控制在15%～20%，此时NO x排放可以降低25%左右。
另外该法需要添加配套设备如风机、风道等，使系统变得复杂并增加了投资，对于旧机组改造时往往受到场地的限制。
由于热力型NO x在燃煤锅炉中生成比例较小，所以该方法对降低总NO x排放的效果也相对较小。
另外必须注意的是，采用烟气再循环技术虽然降低了燃烧温度和氧气浓度，但也从而造成未燃炭的增加。
2、空气分级燃烧技术空气分级燃烧技术是目前最为普遍的低NO x燃烧技术，它是通过调整燃烧器及其附近的区域或是整个炉膛区域内空气和燃料的混合状态，在保证总体过量空气系数不变的基础上，使燃料经历“富燃料燃烧”和“富氧燃尽”两个阶段，以实现总体NO x排放量大幅下降的燃烧控制技术。
空气分级燃烧之所以能从总体上减少NO x排放的基本原理是：在富燃料燃烧阶段，由于氧气浓度较低，燃料的燃烧速度和温度都比正常过氧燃烧要低，从而抑制了热力型NO x会将部分已生成的NO x还原的生成，同是由于不能完全燃烧，部分中间产物如HCN和NH3，从而使燃料型NO x的排放也有所减少。
然后在富氧燃烧阶段，燃料燃尽，但由于此成N2区域的温度已经降低，新生成的NO x量十分有限，因此总体上NO x的排放量明显减少。
在空气分级燃烧技术中，合理的分配两级燃烧的过量空气系数是影响NO x排放控制效果的关键因素。
经验表明：富燃料区的过量空气系数如果太低，煤粉不易点燃而且燃烧不稳定；如果太高，则NO x的生成量也会上升，一般取左右。
根据分级燃烧实现的区域和方式，可大致分为通过燃烧器设计实现空气分级、通过加装一次风稳燃体实现空气分级和通过炉膛布风实现空气分级三类。
① 通过燃烧器设计实现空气分级。
对煤粉炉来讲，燃烧器是燃烧系统中最为重要的设备，它的结构和布置直接决定了燃料和空气的混合情况，从而影响到燃料的着火及燃烧过程。
不管是何种燃烧器，空气的送入通常都已经分了一次风、二次风和三次风等，这为进一步的分级燃烧降低NO x的形成创造了良好的条件。
因此可以通过燃烧器设计来实现空气分级燃烧，彩图2是正在安装中的低氮氧化物燃烧器。
在所利用不同方法实现降低NO x排放的燃烧器，即低NO x燃烧器（LNB）中，空气分级方式是最为常见的。
对于直流燃烧器和旋流燃烧器，其组织煤粉燃烧的方式不同，一般直流燃烧器采用四角切圆布置，通过整体火焰发生旋转来强化煤粉和空气的混合；而旋流则采用墙式燃烧，通常靠二次风的旋转来使气流强烈混合。
由此采用两类燃烧器产生生的混合和燃烧情况是不相同的，所以采用的空气分级方式也不一样。
如图3-10所示，同轴燃烧技术又有两种形式：一种是使同轴的两个切圆旋转方向同向；另一个则是反向。