靳苏毅，王登辉，惠世恩，刘长春

(1.西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049；2.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710000)

0 引言

天然气作为一种清洁能源，在节能减排方面具有极大的发展潜力，是我国能源转型期间大力发展的一次能源。截止到2019年，我国天然气消费量已由2008年的82亿m3增长到307.3亿m3[1]。相比于其他化石燃料，天然气燃烧所生成的污染物较少，但NOx排放量仍然较多。随着天然气资源的大范围使用，其燃烧生成的NOx逐渐引起人们的关注。NOx是空气或燃料中的氮元素在燃烧过程中氧化生成的有害气体，主要成分是NO和NO2。NOx对人体眼睛和呼吸道具有刺激作用，同时也会形成光化学烟雾或酸雨，对大气造成危害。发达国家在上世纪60年代已开始制定相关指标限制NOx的排放，而我国对NOx排放的重视则相对较晚[2]，导致目前的低氮燃气燃烧系统过分依赖国外进口[3]。

在天然气燃烧过程中影响NOx生成的主要因素是火焰温度、氧气浓度以及反应物在高温区的停留时间[4]。学者们根据NOx的生成机理，从燃烧器结构设计、运行参数等不同角度出发研发出了多种低氮燃烧技术，目前得到广泛应用的有分级燃烧、旋流燃烧、烟气再循环等，能实现较好的低氮排放效果。此外，无焰燃烧、催化燃烧等新兴燃烧技术近些年来也得到广泛研究。但是，随着各地区NOx排放标准的逐渐严苛，低氮燃烧技术也需要进一步优化改进。本文分析了天然气燃烧过程中NOx的生成和还原机理，对比了不同低氮燃烧技术的动力学原理及减排效果，展望了天然气低氮燃烧技术的发展前景。……