＊李 磊

（中海石油（中国）有限公司上海分公司 上海 200335）

1.NOx的生成机理

在燃烧过程中形成的NOx主要为NO和NO2。根据燃烧中生成的NOx机理不同，主要分为“热力型NOx”“快速型NOx”和“燃料型NOx”三种。

热力型NOx。燃烧过程中，氮气在高温下持续氧化生成的NOx，即为热力型NOx。捷里道维奇机理：当温度低于1500℃时，热力NOx的生成量很少；高于1500℃时，温度每升高100℃，反应速度将增大6-7倍，NOx的生成呈指数上升趋势[1]。过剩空气系数影响氧气浓度和燃烧温度。当过剩空气系数接近1.0时，NOx生成浓度最大。因为当过剩空气系数远小于1.0时，燃料过浓，氧不易与氮气生成NO。而当过剩空气系数远大于1.0时，燃烧温度降低，NO也减少。

快速型NOx。快速型NOx是由于燃料中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基，CH自由基破坏空气中N2分子键，生成HCN、NH、N，再与火焰中的O、H等原子基团反应生成NO。HCN是快速型NOx生成化学反应的中间产物。过剩空气系数是快速型NOx生成的决定因素，当过剩空气系数大于1.0时，基本不生成快速型NOx。快速型NOx的生成量占比不足5%，不是燃气锅炉NOx排放的主要来源[2]。

燃料型NOx。燃油中有部分氮化合物，燃油时会生成部分燃料型NOx。煤燃烧时约75%～90%的NOx是燃料型NOx。天然气基本不含氮化合物，因此，燃气锅炉基本不需要考虑燃料型NOx的影响。

2.低氮改造技术

(1)烟气再循环

烟气再循环是最为广泛应用的燃气锅炉低氮改造技术之一，通过提取一部分烟气送回燃烧区，利用惰性气体稀释燃烧区氧浓度、降低燃烧区温度，从而降低燃烧过程NOx的生成。烟气再循环分为外部循环和内部循环，内部烟气再循环需通过燃烧器与炉膛总体结构化设计，通过燃烧器和炉膛的结构化设计，主要燃气和空气的高速射流卷吸效应，使得烟气在炉膛内形成回流，参与二次燃烧。……