贾裕 王利元 毛庆海 田元平 白能东
陕西省榆林市靖边县 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 718500
摘要：
随着我国经济的发展和社会的进步，目前的煤炭总体燃烧量趋于下降，但煤炭仍然占据我国能源生产结构的主体地位，煤粉锅炉中煤炭在燃烧放热的过程中，会向大气中排放大量带有污染性的气体氧化氮，这给环境的保护带来极大的影响。针对此类情况，我国相关部门及时出台一系列氧化氮排放规定，尽可能地控制氧化氮排放在合理范围之内，采取的主要技术是低氮燃烧技术，据分析这对于生成和排放氧化氮起到关键性作用。
关键词：煤粉锅炉 低氮燃烧技术 分析
1、引言
之所以煤粉锅炉在燃烧时会对环境造成严重的污染，主要是燃烧放热过程中排放的大量污染性气体，其中最为主要的是NOx。根据我国相关部门制定的标准，NOx的排放量控制分为时均和日均，分别为350μg/m3和250μg/m3，所以说要严格控制煤粉锅炉在燃烧过程中所生成和排放的NOx。目前来看，低氮燃烧技术可以有效地控制煤粉锅炉在燃烧时产生和排放NOx。由于煤炭仍然在我国能源结构中占有主体地位，因此，煤粉锅炉在燃烧时不可避免的会生成和排放污染性气体，尤其是污染性气体中的氮；这不仅会严重影响人们的正常生产生活，还会对环境造成不可挽回的破坏。因此，本文主要探索和研究如何控制燃烧过程中氧化氮的形成。
2、燃烧过程NO形成机理
煤炭为煤粉锅炉燃烧放热的主要原料，其会生成和排放大量的污染性气体，其中以NO、NO2和N2O为主；此三类污染气体的占比分别为：9%、5-10%、1%左右。因此，NO和NO2是控制氮氧化物排放过程中的重点气体，这就需要究其源，治其本。煤粉锅炉在燃烧过程中从整体上划分，主要形成的NOx分为三种，分别是：第一种是速度型一氧化氮，其形成的原因是煤粉锅炉在燃烧过程中，空气中的氮和煤炭中的碳氯离子团反应而成；第二种是燃烧型一氧化氮，其主要形成原因是煤粉锅炉原料在燃烧放热过程中产生热分解而成；第三种为热力型一氧化氮，主要是煤粉锅炉在燃烧煤炭过程中所发生的氧化反应，其主要源头为氮气。据此可得，NOx形成的源头是煤粉锅炉燃烧放热的过程，煤粉锅炉的燃烧方式和燃烧条件是影响NOx形成和排放量的主要原因。
3、影响氮氧化物产生与燃烧的基本因素
根据煤粉锅炉实际的燃烧放热过程不难看出，煤粉锅炉的燃烧条件和燃烧方式可以直接影响到NOx的生成和排放量，究其根源可细分为三种：1、煤粉锅炉原料的燃烧品质，2、燃烧的温度，3、煤粉锅炉燃烧的具体时间等。
3.1煤粉炉的温度
煤粉锅炉在燃烧放热过程中的温度不是一成不变的，其会随着时间的变化和变化，这会在一定程度上约束到NOx的形成，同时也会对燃烧情况产生影响，若想在源头处减少NOx的生成和排放量，就必须得对煤粉锅炉中的燃烧温度进行有效地控制。
3.2燃煤品质
?煤粉锅炉燃烧过程中，煤炭品质的好坏直接决定着NOx的生成和排放量，不同品质的煤炭燃烧的程度也是参差不齐。例如，煤粉的挥发程度会直接影响煤粉锅炉在燃烧过程中NOx生成和排放量。
3.3煤粉燃烧停留的时间
根据相关的研究表明，煤粉锅炉中煤粉燃烧停留时间的增加可以有效地增加煤粉颗粒的燃烧程度和减少飞灰的氮氧化物的含量。
因此，如何有效地控制煤粉锅炉内部煤炭和燃烧产物，可以很有效地降低NOx的生成和排放量。
4、低氮燃烧技术以及应用
4.1燃料分级技术
对煤粉锅炉内部燃烧区域的原料和空气接触的比例进行控制，从而使得NOx尽可能燃烧完全，这种技术叫做燃料分级技术。其主要技术要点在于对煤粉锅炉中的开始原料燃烧区域喷射二次原料，进而形成再燃烧区域，保证燃烧产物可以充分燃尽；在采用此类技术的同时需要对空气的污染气体进行三次燃烧。配风系统是整个过程的关键点，只有充足的配风系统才能保证原料的完全燃烧，因此，此类技术也会对从业人员提出更高的要求和挑战。
4.2空气分级燃烧技术
空气分级燃烧技术是目前应用比较广泛的NOx的处理技术，其主要是对煤粉锅炉燃烧的过程进行分级、分阶段进行，从而将原料燃烧的接触面积减小，进而达到对NOx的生成和排放量的降低。为了保证煤粉锅炉内部形成富原料区，需要推迟一次和二次风和混合时间，使得原料可以在富原料区域缺氧燃烧，可以有效地降低NOx的形成；这项技术与其他技术配合使用，可以有效地降低NOx的生成和排放量。
4.3改进低氮燃烧技术
通过对国外发达国家控制NOx的生成和排放量研究发现，其主要技术分为是三个方面：第一，改进燃烧技术。主要是对浓淡燃烧和烟气的再循环技术进行改进和完善；此类措施可以对低氮燃烧技术进行有效地改进，从而使得煤粉锅炉在燃烧放热过程中所形成的NOx在一定程度上减少；该技术的主要优点在于不仅可以有效地降低NOx的生成和排放量，还可以使企业降低生产成本。第二，根据级别对NOx的燃烧器进行分类。该技术的根本是降低氧浓度，从而降低NOx的生成量。最为常见的改进方法是偏转二次风燃烧器。该技术可以在一定程度上将NOx的生成和排放量降到最低。第三，对煤粉锅炉燃烧生成的NOx进行有效地还原。该技术主要分为两种：1、低NOx燃烧器技术；2、原料分级NOx生成技术等。通过对这些技术的充分改进和利用，可以有效地降低NOx的生成和排放量，从而确保煤粉锅炉在燃烧放热过程中NOx的生成和排放量可以满足要求。
4.4 我国创新低氮燃烧技术
根据我国目前的实际情况来看，在煤粉锅炉的燃烧过程中有效地引进来国外发达国家的一些低氮燃烧技术，并加以创新和完善，从而形成一套符合我国实际情况的煤粉锅炉低氮燃烧技术。其中主要包括两种：?1、空气分级燃烧技术。该技术从根本上来讲就是控制煤粉锅炉在燃烧过程中的氧含量，并以此为基础，将煤粉锅炉中原料燃烧的产物进行一定的还原，从而降低煤粉锅炉燃烧过程中?NOx的生成和排放量。该技术已被广泛地推广和应用。2、新型的燃烧器。通过引进国外发达国家的燃烧器，并在此基础之上根据我国的实际情况对其进行改进和完善，从而确保有效地降低煤粉锅炉在燃烧放热过程中NOx的生成和排放量。该技术最主要的关键点在于煤粉锅炉在燃烧放热过程中可以保持一定的稳定性，从而有效地降低NOx的生成。目前最为常见的新型燃烧器是多功能旋转型，这种燃烧器可以从根本上减少NOx的生成，进而有效地控制煤粉锅炉燃烧所排放的NOx。
综上所述，NOx的生成机理和实际情况是实现有效地降低煤粉锅炉在燃烧放热过程中生成和排放NOx的根本所在，要对煤粉锅炉实际的影响因素和燃烧条件，对其进行深入的研究和探索，以此为基础对相关煤粉锅炉低氮燃烧技术记性创新、改进和完善。只有如此才能从根本上降低煤粉锅炉在燃烧放热过程中NOx的生成和排放量。我国目前还正在对煤粉锅炉低氮燃烧技术进行深入的探究，并对相关的技术和理论进行论证，希望在不久的将来可以真正地造福于百姓，为实现中华民族伟大复兴的这一宏伟目标作出一定的贡献。
参考文献
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