陈旭，朱永郁，陶军，王春华

（辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001）

近几年，国家对环境保护意识日趋增强，对工业大气污染物排放标准的要求更加严格，由此全国掀起了燃煤锅炉改造为天然气锅炉[1-3]的热潮。尽管天然气具有低硫化合物并且低粉尘排放的优点，但是天然气燃烧时还是会产生非常多的氮氧化物（NOx）。2015年，北京市发布了《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139—2015）。该标准中明确提出，2017 年4 月1 日之后的新建燃气锅炉，其NOx的排放浓度不得大于30mg/m3（换算到3.5%O2下的标准值）[4]。随后，天津、青岛、西安、成都、郑州等紧随北京进行了燃气锅炉NOx排放标准的政策制定与锅炉低氮燃烧改造[5]。目前低氮燃烧器种类繁多，设计原理常见的有分级（燃料分级和空气分级）燃烧、贫燃预混燃烧、烟气再循环、旋流燃烧、无焰燃烧[6-10]等。其中烟气再循环是一种能够大幅减低NOx的有效措施。烟气再循环分为烟气内循环和烟气外循环。烟气内循环是指通过燃烧器与燃烧室的结构设计（如旋流、钝体绕流等方式），使得烟气产生回流，在燃烧室内回流到燃烧区域参与反应；烟气外循环是将燃烧室尾部烟气引入到助燃剂或燃料中。

研究表明，烟气外循环可有效降低燃烧区域氧气浓度，降低燃烧区域的火焰温度峰值，缩小高温集中区域，增强燃烧区的温度均匀性[11-14]。因此，烟气外循环能够显著降低NOx排放浓度。Baltasar等[15]发现烟气外循环可以减少70%的NOx生成。宋少鹏等[7]对一种燃料分级低氮燃烧器进行试验得知，当烟气外循环率为10%时，再循环烟气对NOx的减排可达65%；……