一、NOx氮氧化物的生成机制

       对于锅炉来说，Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox，热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系，通常在燃烧温度高于1000摄氏度的时候开始产生，而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。方式一：通过更换低氮燃烧器，加装烟气回流装置的方式进行改造，氮氧化物排放浓度低于30毫克/立方米的项目(1)单台燃气锅炉容量小于等于4蒸吨：低氮锅炉补助资金=2×锅炉容量+3。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系，其中热力型Nox的温度关系同样适合于锅炉燃烧器。

燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系基于以上NOx的生长机制，低氮燃烧器的控制NOx的技术也主要着眼于两个方向：

       1、降低火焰温度；

       2、降低氧含量。

二、低氮燃烧器和超低氮燃烧器类型

       传统的锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃烧器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃烧器。NOx排放在30毫克以下的通常称为超低氮燃烧器。

       传统的燃烧器的高NOx排放主要源于下述几个原因：

       1、为了保证燃烧充分，采用了较大的过量空气；

       2、燃烧温度通常在1800度左右。

三、低氮燃烧器三、低氮燃烧器通常基于下列技术

       1.电子比例调节和氧含量控制技术；来控制氧含量；

       2.FGR烟气再循环技术，来降低火焰温度和氧含量；

       3.全预混的表面燃烧技术来降低火焰温度和实现充分燃烧；

      上述技术中，通常是低氮燃烧器的必须配置。基于上述技术，市场的低氮燃烧器主要分为以下类型：

燃烧器的特点

燃油燃烧器

1.燃油燃烧器按雾化方式分为高压力式雾化、介质雾化、转杯雾化。

1）高压力式雾化是通过高压油泵将燃料输送到油嘴雾化后与氧气混合燃烧，其特点是雾化均匀、工作简单、机体成本较低，但对燃料比较挑剔，燃料成本高，目前大多数小型用户选用此种雾化方式的燃烧器。

2）介质雾化是通过5～8kg的压缩空气或带压蒸气压至喷嘴内和输送油泵在4-7kg的压力下将燃料进行预混后燃烧，特点是对燃料要求不高(如渣油等较差的油品)，机体成本较高，燃料成本低，目前大型燃烧设备使用此雾化方式的燃烧器。

3)转杯雾化是通过一只高速转杯盘(约6000转/分)将燃料脱出雾化。可燃烧较差的油品，如高粘度的渣油等。但机型价格昂贵，且转杯盘容易磨损，对调试要求很高，本体成本高，配件贵。目前，市场较少使用此种燃烧器。

2.燃烧器按机器结构可分为一体式机和分体式机。

1)一体式机是将风机电机、油泵、机箱及其它控制元件组合于一体，特点是体积小，调节比小，一般为1：2.5，多采用高压电子点火系统，成本较低，但对燃料品质和环境要求较高。

2)分体式机是将主机、风机、油泵组、控制元器件分成四个***机构。特点是体积大，输出功率大，多采用气体点火系统，调节比较大，一般为1：4～1：6，甚至可达1：10，噪音低，对燃料的品质及环境要求不高。但安装使用面积大。

3.1 低过量空气燃烧

低过量空气燃烧是燃烧过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，可以***烟气中氮氧化物前驱体与O2的反应，这是一种的降低NOx排放的方法，可降低NOx排放15%～20%。但同时，如果炉内氧含量过低，如低于3%，则有可能导致燃气的不完全燃烧，出口烟气中CO含量或其他可燃物含量增加，降低燃烧效率。但是到底哪种方法才是***节省成本还能排放达标的一直也没有一种统一的结论。

3.2 空气分级燃烧

空气分级燃烧技术是将助燃空气分级送入燃烧装置的技术，通常在一级燃烧区，将助燃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，过量空气系数α＜1，在降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平的同时，在燃烧区域形成还原气氛，***了NOx在一级燃烧区的生成量。为了完成燃气燃烧过程，将完全燃烧所需的其余空气送入第二级燃烧区，与一级“贫氧燃烧”产生的烟气混合，此阶段空气系数α＞1，保证了燃气的燃烬度，同时，由于一阶段产生的烟气对空气的稀释，局部氧含量降低，有利于降低反应（1）（2）的反应速率。由于整个燃烧过程所需空气是分两级或多级送入燃烧区域，故称为空气分级燃烧法。2蒸汽参数偏离设计值，过热器减温水量增加或再热器超温锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造后，一方面，燃烧延迟，火焰中心上移，炉膛出口烟温上升，锅炉的过热汽温、再热汽温上升，对于原来存在过热汽温、再热汽温超设计值的问题则加剧，过、再热减温水量增加。才雷等将空气分级燃烧技术作为降低锅炉NOx排放的主要燃烧控制手段，通过对一次风二次风的给入控制，将烟气出口NOx含量由1164.92mg/m3降低至704.7mg/m3。

1 低热值燃气燃烧特性

低热值气体燃料并没有明确的概念，通常根据气体燃料自身发热量可将气体燃料分为高热值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中热值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）及低热值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工业中常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度气等。其中，高炉煤气、煤层气等热值介于3.0～6.28MJ/m3的低热值燃料的研究应用已逐步展开，但在工业生产中还存在一些工业废气，含有少量的可燃成分，热值非常低，甚至远低于3.0MJ/m3，这种超低热值燃气种类很多，比如某些煤层气、生物质气化气、垃圾掩埋坑气、炭黑尾气、一些工艺废气等。”研发中心的任总监介绍到，“我们经过方案设计--试验测试--反馈调试--调整方案这种不下百次的优化调整，成功将FGR技术应用到燃气锅炉上，并经锅检所现场测试，氮氧化物排放小27mg/m3。超低热值燃气比低热值燃气点火、稳燃更困难，能量密度低，长距离输送不经济，在当地没有合适的热用户时只能直接放散，既浪费能源又污染环境。

低热值燃气燃烧器特性主要包括以下几个方面：

（1）燃气中可燃成分少，热值低，着火温度高，火焰传播速度慢，难以点火及稳定燃烧；

（2）燃气压力低且波动范围大，压力过低、速度过慢时容易回火；

（3）低热值燃气多为化工生产线的尾气，需对多条生产线进行汇总综合利用，燃气的流量变化大；

（4）化工工艺过程的操作对尾气的成分及热值影响较大，尾气的燃烧工艺如配风系数需及时匹配调整，否则容易熄火。