4,燃煤污染控制
4.1,除尘技术
4.2,脱硫技术
4.3,脱硝技术
4.3,脱硝技术
4.3.3 烟气脱硝
4.3.1 低 NOx燃烧技术
4.3.2 炉膛喷射脱硝
思考问题
1,燃烧过程中降低 Nox排放的主要方法？
2,低 Nox燃烧技术主要有哪些？
3,简述低过量空气燃烧、空气分级燃烧、
燃料分级燃烧以及烟气再循环降低 Nox
排放的基本原理。
4,烟气脱硝方法？
5,SCR,SNCR？
4.3.1 低 NOx燃烧技术
用改变燃烧条件的方法来降低 NOx的排放，统称为低 NOx燃烧技术,
在各种降低 NOx排放的技术中，低 NOx燃烧技术是采用最广、相对
简单、经济并且是有效的方法,
★ 低过量空气燃烧
★ 空气分级燃烧
★ 燃料分级燃烧
★ 烟气再循环
低 NOx燃烧技术
★ 低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能地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，可以抑制 NOx的生成，采用低过量空气燃烧可以
降低 NOx排放 15％ — 20％。
煤粉燃
烧时一
次风比
例和烟
气中飞
灰含碳
量与
NOx含
量的关
系
炉内氧的浓度过低，低
于 3％以下时，会造成
CO浓度的急剧增加，从
而大大增加化学未完全
燃烧热损失,同时，也
会引起飞灰含碳量的增
加，燃烧效率将会降低。
★ 空气分级燃烧
基本原理
一级燃烧,
将供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的 70％ — 75％，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，降低了燃
烧区内的燃烧速度和温度水平，而且在还原性气氛中降低了生成
NOx的反应率，抑制了 NOx的生成量 。
二级燃烧,
其余空气 与 一级燃烧区产生的烟气混合，在 α ＞ 1的条件下完成全
部燃烧过程 。
空气分级燃烧弥补了低过量空气燃烧的缺点,但若第一级和第二
级的空气比例分配不当，然会增加不完全燃烧的损失,同时，在
煤粉炉第一级燃烧区内的还原性气氛也存在着使灰熔点降低而
引起结渣，或引起受热面腐蚀的问题。
一级燃烧区内过量空气系数燃料中氮含量与 NOx生成量的关系
大型煤粉锅炉空气分级燃烧效果举例
★ 燃料分级燃烧
NO在遇到烃根 CHi和末完全燃烧产物 CO,H2,C和 CnHm时,
会发生 NO的还原反应 。
4NO十 CH4→ 2N2十 CO2十 H2O
2NO十 2CnHm十 (2n十 m/2-1)O2→N 2十 2nCO2十 mH2O
2NO十 2CO→N 2十 2CO2
2NO十 2C→N 2十 2CO
2NO十 2H2→N 2十 2H2O
一次燃烧区,
一次燃料，在 α ＞ 1的条件下燃烧并生成 N0x。
再燃烧区,
二次燃料，在 α ＜ 1的条件下形成很强的还原性气氛，使得在一
级燃烧区中生成的 NOx被还原成氮分子 (N2)。
燃尽区,
最后再送入二次风，在 α ＞ 1的条件下将 未完全燃烧产物的燃
尽 。
燃料分级燃烧原理示意图
不同种
类的二
次燃料
和再燃
区内 过
量空气
系数
α 2及
NOx浓
度的关
系
★ 烟气再循环
将锅炉尾部烟气再送入炉内，降低了氧气浓度，降低燃烧温度，从
而降低 NOx的排放浓度。
不足,
由于循环烟气量的增加, 燃烧会趋于不稳定, 而且末完全燃烧
热损失会增加 。
增加循环风机, 烟道, 增大投资, 系统也较复杂 。
锅炉烟气再循环系统示意图
烟气再循环率与 NOx降低率的关系
1— 燃料为煤气或轻油； 2— 重油锅炉和液态排渣煤粉炉
3—— 固态排渣煤粉炉
不同煤燃烧设备的低 N0x燃烧技术比较
4.3.2 炉膛喷射脱硝
向炉膛喷射某种物质来还原已生成的 NOx,从以降低 NOx的排放量 。
包括喷水, 喷射二次燃料和喷氨等 。
喷氨,
4NH3十 4NO十 O2→ 6H2O十 4N2
4NH3十 2NO2十 O2→ 6H2O十 3N2
4NH3十 6NO→ 6H2O十 5N2
8NH3十 6NO2→12H 2O十 7N2
优缺点,
非催化喷氨脱硝法投资少，运行费用也低。
但反应温度范围狭窄；
要有良好的混合及反应空间和反应时间的条件；
NH3泄漏量过大等问题,
4.3.3 烟气脱硝
干法烟气脱硝
选择性催化 还原 法 SCR(Selective Catalytic Reduction)
选择性 非 催化 还原 法 SNCR (Selective Non-Catalytic
Reduction)
湿法烟气脱硝
同时脱硫脱硝的湿式系统
臭氧氧化吸收
高锰酸钾氧化吸收
ClO2氧化吸收
4.1,除尘技术
4.2,脱硫技术
4.3,脱硝技术
4.3,脱硝技术
4.3.3 烟气脱硝
4.3.1 低 NOx燃烧技术
4.3.2 炉膛喷射脱硝
思考问题
1,燃烧过程中降低 Nox排放的主要方法？
2,低 Nox燃烧技术主要有哪些？
3,简述低过量空气燃烧、空气分级燃烧、
燃料分级燃烧以及烟气再循环降低 Nox
排放的基本原理。
4,烟气脱硝方法？
5,SCR,SNCR？
4.3.1 低 NOx燃烧技术
用改变燃烧条件的方法来降低 NOx的排放，统称为低 NOx燃烧技术,
在各种降低 NOx排放的技术中，低 NOx燃烧技术是采用最广、相对
简单、经济并且是有效的方法,
★ 低过量空气燃烧
★ 空气分级燃烧
★ 燃料分级燃烧
★ 烟气再循环
低 NOx燃烧技术
★ 低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能地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，可以抑制 NOx的生成，采用低过量空气燃烧可以
降低 NOx排放 15％ — 20％。
煤粉燃
烧时一
次风比
例和烟
气中飞
灰含碳
量与
NOx含
量的关
系
炉内氧的浓度过低，低
于 3％以下时，会造成
CO浓度的急剧增加，从
而大大增加化学未完全
燃烧热损失,同时，也
会引起飞灰含碳量的增
加，燃烧效率将会降低。
★ 空气分级燃烧
基本原理
一级燃烧,
将供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的 70％ — 75％，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，降低了燃
烧区内的燃烧速度和温度水平，而且在还原性气氛中降低了生成
NOx的反应率，抑制了 NOx的生成量 。
二级燃烧,
其余空气 与 一级燃烧区产生的烟气混合，在 α ＞ 1的条件下完成全
部燃烧过程 。
空气分级燃烧弥补了低过量空气燃烧的缺点,但若第一级和第二
级的空气比例分配不当，然会增加不完全燃烧的损失,同时，在
煤粉炉第一级燃烧区内的还原性气氛也存在着使灰熔点降低而
引起结渣，或引起受热面腐蚀的问题。
一级燃烧区内过量空气系数燃料中氮含量与 NOx生成量的关系
大型煤粉锅炉空气分级燃烧效果举例
★ 燃料分级燃烧
NO在遇到烃根 CHi和末完全燃烧产物 CO,H2,C和 CnHm时,
会发生 NO的还原反应 。
4NO十 CH4→ 2N2十 CO2十 H2O
2NO十 2CnHm十 (2n十 m/2-1)O2→N 2十 2nCO2十 mH2O
2NO十 2CO→N 2十 2CO2
2NO十 2C→N 2十 2CO
2NO十 2H2→N 2十 2H2O
一次燃烧区,
一次燃料，在 α ＞ 1的条件下燃烧并生成 N0x。
再燃烧区,
二次燃料，在 α ＜ 1的条件下形成很强的还原性气氛，使得在一
级燃烧区中生成的 NOx被还原成氮分子 (N2)。
燃尽区,
最后再送入二次风，在 α ＞ 1的条件下将 未完全燃烧产物的燃
尽 。
燃料分级燃烧原理示意图
不同种
类的二
次燃料
和再燃
区内 过
量空气
系数
α 2及
NOx浓
度的关
系
★ 烟气再循环
将锅炉尾部烟气再送入炉内，降低了氧气浓度，降低燃烧温度，从
而降低 NOx的排放浓度。
不足,
由于循环烟气量的增加, 燃烧会趋于不稳定, 而且末完全燃烧
热损失会增加 。
增加循环风机, 烟道, 增大投资, 系统也较复杂 。
锅炉烟气再循环系统示意图
烟气再循环率与 NOx降低率的关系
1— 燃料为煤气或轻油； 2— 重油锅炉和液态排渣煤粉炉
3—— 固态排渣煤粉炉
不同煤燃烧设备的低 N0x燃烧技术比较
4.3.2 炉膛喷射脱硝
向炉膛喷射某种物质来还原已生成的 NOx,从以降低 NOx的排放量 。
包括喷水, 喷射二次燃料和喷氨等 。
喷氨,
4NH3十 4NO十 O2→ 6H2O十 4N2
4NH3十 2NO2十 O2→ 6H2O十 3N2
4NH3十 6NO→ 6H2O十 5N2
8NH3十 6NO2→12H 2O十 7N2
优缺点,
非催化喷氨脱硝法投资少，运行费用也低。
但反应温度范围狭窄；
要有良好的混合及反应空间和反应时间的条件；
NH3泄漏量过大等问题,
4.3.3 烟气脱硝
干法烟气脱硝
选择性催化 还原 法 SCR(Selective Catalytic Reduction)
选择性 非 催化 还原 法 SNCR (Selective Non-Catalytic
Reduction)
湿法烟气脱硝
同时脱硫脱硝的湿式系统
臭氧氧化吸收
高锰酸钾氧化吸收
ClO2氧化吸收
