鍋爐低氮燃燒技術(shù)研究進(jìn)展

王 晶，廖昌建，王海波，金 平，劉志禹，孟凡飛

(中國(guó)石油化工股份有限公司 大連石油化工研究院，遼寧 大連 116045)

0 引 言

氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一，是破壞臭氧層、形成酸雨及光化學(xué)煙霧的主要污染物，對(duì)人體健康及生存環(huán)境危害較大。大氣污染物NOx主要包括NO與NO2，其中，NO是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，在大氣中會(huì)逐漸被氧化為NO2；NO2是一種淺棕色伴有強(qiáng)烈刺激性的氣體，毒性是NO的4～5倍，嚴(yán)重刺激呼吸系統(tǒng)，可引起多種呼吸道疾病及心腦血管疾病。因此，有效降低NOx排放至關(guān)重要。

控制NOx排放技術(shù)主要有低氮燃燒和煙氣脫硝，2者分別在燃燒過(guò)程中和燃燒后對(duì)NOx進(jìn)行控制。早在20世紀(jì)50年代，研究人員就對(duì)燃燒過(guò)程中NOx的生成機(jī)理展開(kāi)研究，并開(kāi)發(fā)了不同類(lèi)型的低氮燃燒技術(shù)。低氮燃燒技術(shù)在投資及運(yùn)行費(fèi)用方面較煙氣脫硝具有優(yōu)勢(shì)，因此通常在鍋爐燃燒過(guò)程中采用低氮燃燒技術(shù)降低爐膛出口的NOx排放濃度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)NOx超低排放和提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

鍋爐按照燃料不同，可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t及燃生物質(zhì)鍋爐；按照燃燒方式不同，可分為沸燃鍋爐(如流化床鍋爐)、層燃鍋爐(如鏈條爐與拋煤爐)及室燃鍋爐(如四角切圓鍋爐、墻式燃燒鍋爐及W火焰鍋爐)，不同燃料或燃燒方式的鍋爐可應(yīng)用不同低氮燃燒技術(shù)或聯(lián)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)NOx減排。筆者簡(jiǎn)要闡述了鍋爐燃料燃燒過(guò)程中NOx的5種生成機(jī)理，基于NOx生成機(jī)理分析了空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)技術(shù)、MILD燃燒、多孔介質(zhì)燃燒、富氧燃燒及MILD富氧燃燒技術(shù)降低NOx的原理，通過(guò)歸納上述7種低氮燃燒技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)鍋爐低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行展望。……