应用 早在1980年代，日本三菱公司就将燃料 分级燃烧技术应用于锅炉，使NOx排放降低 50%以上。随后日本、美国、欧洲把再燃技 术大量用于新建电站和已建电站的锅炉改 造，在商业运行中取得良好的环境效益和 经济效益
烟气再循环
• 除了燃料分级燃烧法降低NO的排放值以外，目前使 用更多的还有烟气再循环法，它是在锅炉的空气预 热器抽取一部分低温烟气或者直接送入炉内，这种 方法不仅可以降低燃烧温度而且也降低氧气浓度因 而可以降低NO的排放浓度，从空气预热器前抽取温 度较低的烟气通过再循环风机将抽取的烟气送入空 气烟气混合器和空气混合后一起送入炉内，再循环 烟气量和不采用再循环时的烟气量之比称为烟气再 循环率
适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下， 利用NOx 作为氮源，将NOx 还原为最基本 的无害N2 ，而脱氮菌本身获得生成繁殖。
NOx 中NO 占很大比例，而NO 又不溶 于水，使得NO 的净化率不高。
生化法净化烟气
生物洗涤
生物过滤
生物滴滤
等离子体过程烟气NOx 治理技术
等离子体污染控制利用气体放电 产生具有高度反应活性的粒子与各种 有机无机污染物分子发生反应，从而 使污染物分子分解成为小分子化合物 或氧化成易处理的化合物而被去除。
• 该工程的主要设备是脱硫脱氮塔，活性焦在塔内由上往 下移动，烟气横向交叉通过活性焦炭层，因此烟气中的 尘也被除掉。 可以长期、稳定、连续地运转，脱硫率 几乎100%，脱氮率在80%以上
活性焦吸附法脱硫脱氮的优点： ①具有很高的脱硫率（98%）。 ②能除去湿法难以除去的SO3。 ③能除去废气中的HCl、HF、砷、硒、汞，是深度处理的 技术。 ④在低温下（100～200℃）能得到高的脱氮率（80%）， 因而不需要废气升温装置。 ⑤具有除尘功能。 ⑥过程中不用水，无需废水处理装置，没有二次污染问题。 ⑦碱、盐类对活性焦炭没有影响，不存在吸附剂中毒问题。 ⑧建设费用低，使用动力小则运行费用低。 ⑨厂地面积小也可以建设。 ⑩可以回收副产品，高纯硫磺（99.95%）或浓硫酸 （98%）或高纯液态SO2，其中任选一副产品。
原理 高压时使气体电离，产生电离区 域或称为电晕层，电晕区随电场强度 的增加而增加。大的电晕区有利于烟 气治理。
2过程 放电阶段：产生初始自由基和激发态 自由基
后放电阶段：激发态自由基消灭形成 长寿命自由基
自由基与NOx反应阶段：
O+NO
NO2
NO+O3
NO2 +O2
NO+HO2
NO2+OH
NO+OH+N2
• 该法是用活性焦进行烟气的同时脱硫和脱氮。
• SO2是通过活性焦的微孔催化吸附作用，生成硫酸储存 于焦碳微孔内，通过热再生，生成总量虽少，但含SO2 浓度很高气体，根据需要再去转换成各种有价值的副产 品，如高纯硫磺、液态SO2、浓硫酸、化肥等。
• NOx是在加氨的条件下，经活性焦的催化作用生成水和 氮气再排入大气。
NOx 对环境的危害
大气中的NOx 达到一定浓度以后， 在太阳光照射下，经过一系列光化学氧 化放映，可生成“光化学烟雾’’。可 使空气质量恶化，对人体健康造成危害。
我国《大气污染防治法》第30条明 确规定“企业应当对燃烧过程中产生的 NOx 采取控制措施。
人类活动产生的氮氧化物主要来源于两个方面:
• 因此，电站锅炉的再循环率一般控制在10%～20%，另 外采用烟气再循环时要增加再循环风机、烟道。还需场 地，从而增大了投资，其系统也较复杂，同时对原有设 备改装时，还受到场地条件的限制。
• 烟气再循环可以在一台锅炉上单独使用也可以和其它低 NOX 燃烧技术配合使用，它可以降低主燃烧器的空气 浓度，也可以用来输送二次燃料，具体如何取决于NO 值降低的要求，和其它具体情况需进行经济技术比较来 决定
二、燃料型NOX 它是燃料中含有的氮的化合 物在在燃烧的过程中热分解而接着氧化成 NO。
三、快速型 NOX 它是燃烧时空气中的氮和燃 料的碳氢离子反应生成NO。
降低NO的主要技术措施
⑴改变燃烧条件：①低过量空气燃烧 ②空气分级 燃烧 ③ 燃料分级燃烧 ④烟气再循环
⑵炉膛喷射脱硝：①喷氨或尿素 ②喷入水蒸汽 ③喷入二次燃料（属于燃料分级燃烧）
(1)含氮化合物的燃烧;
(2)亚硝酸、硝酸及其盐类的工业生产及使用。
据美国环保局估计,99%的NOx产生于含氮化合 物的燃烧,如火力电厂煤燃烧产生的烟气、汽 车尾气等。在亚硝酸、硝酸及其盐类的工业 生产及使用过程中,由于它们的还原分解,会放 出大量的NOx,其局部浓度很高,处理困难,危 害大。
在含NOx废气中,对自然环境和人类生存危害最 大的主要是NO和NO2。
燃料分级燃烧
原理 燃烧中已经生成的NO，在遇到CH4和未 完全燃烧产物CO、H2、C时，会发生NO的还 原： 2NO+H2=N2+2H2O
过程 可以用分段供给燃料的办法，在炉内形 成三个不同燃烧段，各段分别在贫燃料富 氧、富燃料、富氧状态运行。
有80%-85%的燃料(一次燃料)送入一级燃烧区即 主燃区,在过量空气系数大于1的条件下实现完全 燃烧。一级燃烧将生成较多数量的NOx。
等离子体过程烟气NOx 治理技术 使目前国外烟气脱硝研究的主流，按 等离子体内部电子产生方式可分为电 子束法和气体电晕放电法，电子束法 比较单一，电晕技术由于前景看好而 发展迅速。
电子束法NOx 治理技术
原理 利用高能射线照射工业废气， 发 生辐射化学反应，从而将NOx 去除。
原理图
优点 此法可同时脱硫脱氮，不产生废 水和废渣，副产品可作化肥使用，系 统操作方法简单，过程易于控制，运 行可靠，无堵塞、腐蚀和泄露问题， 对负荷变化适应性强，一次性投资低， 占地面积小。
第二阶段，为了实现完全燃烧，富余
空气通过布置在主燃烧器上方的专门空气 喷口OFA（over fire air —通常称为火上 风喷口）送入炉内，与第一燃烧区的烟气 混合，形成富氧而贫燃料的第二燃烧区， 在过量空气系数大于1 的条件下完成燃烧 全过程。第二燃烧区内烟气温度相对较低， 有利于限制热力型NOx的形成，由于燃烧过 程所需要的空气是分级供入炉内的，故称 为空气分级燃烧。
脱氮技术简介
1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最 早的化学烟雾事件，此后，在北美、日本 和欧洲等部分地区也先后出现这种烟雾。 经研究调查，直到1958年才发现这一事件 是由于洛杉矶市拥有250万辆汽车排气污染 造成的，这些汽车每天向大气排放400多吨 氮氧化物，这些气体受到阳光照射作用， 酿成了危害人类的光化学烟雾事件。
将再循环烟气送入炉内的方法很多，如
留得专门喷口送入炉内或用来输送二次燃料。 但效果更好的方法采用空气混合器把烟气掺 到空气中。
烟气再循环降低NOX 的排放效果与燃料 品种和烟气再循环率有关，经实验表明烟气 再循环率为15%～20%时，煤粉炉的NO排放 浓度可降低25%左右。
• 但是，在采用烟气再循环时，烟气再循环率的增加是有 限的，当采用更高的再循环率时由于再循环烟气的增加， 燃烧趋于不稳定，而且未燃烧空气的的热损失会增加。
• 一般而言，煤粉高效燃烧技术与低NOx燃烧技 术是互为矛盾的。降低NOx生成与排放的根本 在于控制燃烧区域的温度不能太高，但降低温 燃烧又会影响燃烧效率，协调好两项技术的综 合应用，使达到最佳效果是洁净燃烧的目的。
燃煤过程中产生NOX的三个途径
一、热力型 NOX 它是空气中的氮气在高温 下氧化而生成的NO。
活性焦吸附法脱硫脱氮的主要问题： ①固态的热吸收剂循环使用，是机械的方
式，操作较复杂。 ②吸附剂在运行中有磨损消耗，是成本的
主要部分。 ③烟气通过吸附床有较大的压力降
由于以上特点，因此在美国政府调查报告中 认为，该技术是最先进的烟气脱硫脱氮技术
生化法脱氮技术
烟气的生物化过程是利用微生物的生物 活动将烟气中的有害物质转化为简单而无 害的无机质和微生物的细胞质。
脱氮方法
• 催化还原法（选择性/非选择性催化还原法）
• 液体吸收法（水/酸/碱液/氧化/还原/络合吸收法）
• 吸附法（丝光沸石/活性焦）
• 生物脱氮法
• 等离子体过程烟气NOx 治理技术•-电子束法Fra bibliotekOx 治理技术
•
- 气体电晕放电法NOx治理技术
• 低NOx燃烧技术
• 循环流化床燃烧系统
活性焦吸附法
器系统，副产品收集系统，控制系统，氨
站和辅助装置构成。
除尘后 的烟气
烟气调制塔（温度、 湿度）
反应器
供 氨
氨站
副产物集器
硫酸氨、硝酸氨
烟 囱
特点
采用窄脉冲高压电源供能， 能量效率高，但是电耗大，浪费 能量，技术较复杂，成本较高， 火花开关寿命短，需要定期更换。
低NOx燃烧技术
• 不同燃烧方式，氮氧化物的产生量不同，在燃 烧过程中采用NOx产生率较低的燃烧方式，是 控制NOx排放的最直接措施。
HNO2 +N2
NO2 +OH+N2
HNO3 +N2
应用 20世纪80年代初期日本的Masuda 提出了脉冲电晕放电等离子体技术， 脉冲电晕技术所用设备简单，可由常 见的静电除尘设备适当改造而成，集 脱硫、脱硝和集尘为一体，大大节省 了投资和占地面积。
脉冲电晕放电等离子体技术主要是由
烟气调制系统，脉冲高压电源系统，反应
循环流化床燃烧系统
循环流化床中积存着大量灼热物料，它相 当于一个很大的储热池，新加入的燃料大约只占 5%。新燃料进入炉膛后，立即与大量灼热物料混 合，在剧烈扰动中受到强烈而稳定的加热，从而 使任何难着火的燃料都得以迅速着火燃烧。由于 物料在燃烧系统中不断循环，大大延长了燃料颗 粒在炉膛内的停留时间，为可燃物的燃尽提供了 充分保证，燃料燃烧效率可达95%以上，灰渣含 碳率小于2%