降低焦炉烟囱烟气氮氧化物措施浅谈,燃烧器怎样降低氮氧化物

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北极星大气网讯:引 言

众所周知，焦炉烟囱烟气氮氧化物对整个社会经济、环境、文化等多个方面都有着严重的危害，而且，目前我国的焦炉烟囱烟气氮氧化物的控制和排放都存在一定的问题，因此，对焦炉烟囱烟气氮氧化物生成量和排风量的降低使我们亟需改善的方面，也是我们共同关注的话题。该文立足于我国在焦炉烟囱烟气氮氧化物的控制上，简单阐述了几点解决这些问题的措施。

1降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的几个控制技术

（1）温度热力型NO生成。①焦炉中相当一部分的下降气流汇合到上升气流，使得上升气流的速度加快，从而降低焦炉中的气流温度，控制氮氧化物的生成量。②当贾璐中的烟囱烟气循环到一定程度的时候，就会将焦炉中的燃气和空气的浓度降低，从而较少焦炉的燃烧反应，控制及哦路氮氧化物的生成。这两种控制焦炉燃烧温度的氮氧化物NO生成技术，一般在用贫煤气加热时，焦炉的温度一般控制在1300℃左右，才能将焦炉中烟囱烟气的浓度控制在350mg/m3，但是如果用焦炉煤气加热，烟囱烟气的浓度则会很难达到不大于500 mg/m3。

（2）含氮组分燃料型NO生成。①分段供空气。在焦炉燃烧的过程中，将烟囱烟气与空气保持远距离，使得焦炉的燃烧中含氧量减少，从而促使难以与氮产生化学反应，将含氮组分分解转化为NH、HCN和NH2。②焦炉燃烧尽量选取含氮组分少的材料，和分段供氧的原理相同，可以阻碍氮氧化物的生成。

（3）快速型NO生成。用CO可以燃烧的贫煤气代替焦炉燃烧需要的碳氢燃料，从根本上控制氮氧化物的生成，但是这是不太现实的。

2降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的具体措施

降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的手段有两种：一个直接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量；一个间接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量。

2.1直接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量

（1）焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成主要依赖于焦炉立火道，因此要优化立火道的结构。立火道的优化需要采用分段加热技术，来淡化空气中氮氧化物的浓度，使得燃气和空气在立火道中的燃烧时间延长，且焦炉的燃烧强度得到控制，从而降低立火道中燃气和空气的燃烧温度，降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量。这种优化焦炉立火道的方式在目前的降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量的措施中，是最经济环保且实用的方法，但是还是需要大量的实验来加以证明。

（2）用新的燃烧材料代替碳氢燃料。目前，我国正在大力研究新型的燃烧材料，并发现了高导热性硅砖，且实验表明，高导热性硅砖能够降低焦炉火道气流的燃烧温度，成年个人降低热力型氮氧化物的生成量。另外值得一提的是，这种高导热性硅砖燃烧材料应用于纳微米高辐射覆层技术之中，且在炭化室墙的立火道上涂抹这种新型燃烧材料，会提高炭化室墙的辐射能力增加墙面的导热性，从而使得立火道的燃烧气体的温度降低，烟囱烟气氮氧化物生成量减少。这种新型材料的应用还有待实验，还需要大量的实验证明焦炉的立火道设计以及所需要的燃烧温度能够适应这种新材料的特性。

（3）运用烟气循环技术将烟道中的氮氧化物抽离，通过焦炉空气输送管道将空气吹入管道，从而实现空气中央浓度的降低，焦炉燃烧温度降低，导致氮氧化物的生成量降低。这种方式只在德国出现过，因此还有待实验证明。

（4）炭化室的锥度以及火道的温度要进行调整和降温，延长焦炉氮氧化物的结焦时间，并且得严格把控煤气的燃烧量，降低空气在焦炉中与氮气的混合系数，从而降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量。

2.2间接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量

（1）在焦炉煤气加热的过程中，采用含氮量少的燃烧材料，也可采用贫煤，使得焦炉燃烧材料中20%～80%的氮化物转化为NO，从而避免大量的氮与氧混合，生成氮氧化物。尤其在工业废气的排放中，在废气排放之前，先将废气中的氮氧化物进行合理的转化，可转化为NO和水，尽可能的将烟囱烟气中的丹阳话务清洁过滤后在进行排放。每一个工业部门或单位，在焦炉燃烧过后的烟囱烟气氮氧化物的排放上，规范自己的排放行为，并建立严格的监督检查体系，为我国焦炉产业的烟囱氧气氮氧化物的排放减轻负担，这样才能真正意义上的将焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量降低。

（2）焦炉烟道废气脱硝技术能够为焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量降低做出贡献。目前，我国成熟的电厂烟气脱硝技术已经被广泛应用普及，在许多火电工厂都能看到烟气脱硝技术给焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量降低带来的实际效用。但是，烟气脱硝技术的应用存在一定的局限，一般来说，焦炉的烟道废气排放温度控制在180～220℃之间，但是烟气脱硝技术所需要的废气温度在300℃左右，这样的差距容易导致焦炉的催化床易堵。因此解决烟气脱硝技术的应用问题，主要有两种方法，即：提高焦炉废气的排放温度和研发这种新技术的催化剂（催化剂能够使这种新技术的废气排放温度控制在180～220℃之间），显然这些方法都是不太现实的，对整个焦炉工业的发展也是可望而不可即的，因此，需要对焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量降低技术继续研究开发。

3结语

综合全文可以看出：我国在采取焦炉烟囱烟气氮氧化物降低措施上，做出了很大的努力，且这项的改造完善项目是一个艰巨的发展过程，需要大量的实验证明，但是整体来说，降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的具体措施主要有：降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量和降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量。该文可能存在一定的认识缺陷，但不能否认其价值的客观存在，期望该文能够起到一定的积极作用。

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如何降低烟气中氮氧化物的含量

降低的方法
对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说， 也就是采用低氮燃烧技术来减少NOX 的生 成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOX 含量较多，快速型NOX 极少。燃料型NOX 是空 气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOX， 燃料中氮并非全部转变为NOX， 它存在一 个转换率，降低此转换率，控制NOX 排放总量，可采取：
（1）减少燃烧的过量空气系数； （2）控制燃料与空气的前期混合； （3）提高入炉的局部燃料浓度。
2）热力型NOx ：是燃烧时空气中的N2 和O2 在高温下生成的NOX，产生的主要条件是高的燃 烧温度使氮分子游离增本化学活性；然后是高的氧浓度，要减少热力型NOX 的生成， 可采取 ： （1）减少燃烧最高温度区域范围； （2）降低锅炉燃烧的峰值温度； （3）降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。 具体来说，就是在保证锅炉燃烧安全的前提下，采取以下措施来减少氮氧化物的生成： （1）低过量空气燃烧 使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， 可以抑制NOX 的生成。这是一种最简单的降低NOX 排放的方法。一般可降低NOX 排放15~20%。但 如炉内氧浓度过低（3% 以下），会增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，使 锅炉燃烧效率下降。因此，在锅炉运行时，应选取最合理的过量空气系数。 （2）空气分级燃烧 基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成，采用倒三角的配风方式。在第一阶段预燃阶段， 将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少（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。 此时第一级燃烧区内过量空气系数α ＜ 1， 因而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。第二阶段燃烬阶段，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二次风喷口送入炉膛， 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。 这一方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 的生成效果越好，但不完全燃烧产物越多，导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可 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可靠性，必须正 确组织空气分级燃烧过程。 （3）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，重新还原为N2。利用这一原理，将主要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气氛，使得在一级燃烧区中生成 的NOX 在二级燃烧区 （再燃区） 内被还原成氮分子， 送入二级燃烧区的燃料又称为二次燃料， 或称再燃燃料。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。在采用燃料分级燃烧时，为了有效地降低NOX 排放，再燃区 是关键。因此，需要研究在再燃区中影响NOx 浓度值的因素。 （4）烟气再循环 目前使用较多的还有烟气再循环法， 它是在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接送 入炉内，或与一次风或二次风混合后送入炉内，这样不但可降低燃烧温度，而且也降低了 氧气浓度，进而降低了NOX 的排放浓度。但是，在现有设备没再循环就得进行设备改造，还 是进行经济性和安全性比较后才能实施。

怎样降低氮氧化物

氮氧化物锅炉降低：

锅炉氮氧化物的控制主要分为一次措施和二次措施。

一次措施是指控制燃烧过程中氮氧化物的生成，一次措施主要有低过量空气系数运行，空气分级燃烧，烟气循环，水煤浆技术。

二次措施是把已经生成的氮氧化物通过某种手段再还原为氮气，锅炉烟气氮氧化物的控制，应该就是二次措施。

二次措施现在主要有燃料再燃，选择性催化还原法（SCR），非选择性催化还原法（SNCR）。选择性催化还原法催化剂选择还原是基于氨和氮氧化物反应。

这种方法选择氨作为还原剂，金属基和碳基作为催化剂，一般就是把氨喷到省煤器和空预器之间的烟气中。氨和烟气混合物通过催化床,在那里氨和氮氧化物反应生成氮气和水蒸汽。

在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。 但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO，故大气中NOx普遍以NO的形式存在。空气中的NO和NO通过光化学反应，相互转化而达到平衡。

在温度较大或有云雾存在时，NO进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO）。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N0转变成硝酸的速度加快。特别是当NO与SO同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

此外，NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大。NOx再与平流层内的O发生反应生成NO与O，NO与O进一步反应生成NO和O，从而打破O平衡，使O浓度降低，导致O层的耗损。

扩展资料：

氮氧化物（NOx）种类很多，造成大气污染的主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO），因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。

就全球来看，空气中的氮氧化物主要来源于天然源，但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，即人为源，如汽车等流动源，工业窑炉等固定源。

据计算，各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为：

1吨天然气，6.35公斤

1吨石油， 9.1-12.3公斤

1吨煤， 8-9公斤

而以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期，北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。

氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一；它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。

参考资料：百度百科——氮氧化物