一、燃烧优化：从源头控制NOx生成

1. 分级燃烧技术
   • 原理：将燃烧过程分为富燃区（缺氧）和贫燃区（富氧），通过分阶段供氧抑制高温区NOx生成。
   • 措施：
     • 燃料分级：将部分燃料（如天然气）在主燃烧器下游二次喷入，形成还原性气氛，还原已生成的NOx。
     • 空气分级：将燃烧空气分为一次风（约70%）和二次风（约30%），一次风控制火焰温度，二次风补充燃烧所需氧气。
   • 效果：可降低NOx排放30%-50%，适用于中小型锅炉。
2. 低氮燃烧器改造
   • 原理：通过优化燃烧器结构（如多孔介质燃烧、旋流燃烧）或采用特殊喷嘴，实现燃气与空气的均匀混合，避免局部高温。
   • 措施：
     • 更换为低氮燃烧器（如扩散式、预混式、表面燃烧式）。
     • 调整燃烧器角度，使火焰呈扁平状，扩大散热面积，降低火焰温度。
   • 效果：NOx排放可降至30mg/m³以下（以天然气为例，标准状态下），满足严格环保要求。
3. 富氧燃烧技术
   • 原理：通过提高助燃空气中氧浓度（23%-35%），减少氮气参与燃烧，从而降低热力型NOx生成。
   • 措施：
     • 安装制氧设备（如膜分离、PSA变压吸附）制备富氧空气。
     • 配套空燃比控制系统，动态调整燃气与富氧空气的配比。
   • 效果：NOx排放可降低40%-60%，同时提升燃烧效率。
4. 烟气再循环（FGR）技术
   • 原理：将部分低温烟气（约10%-20%）重新引入燃烧区，稀释氧气浓度并降低火焰温度，抑制NOx生成。
   • 措施：
     • 在锅炉排烟口安装再循环风机，将烟气引至燃烧器入口。
     • 通过调节再循环烟气量，控制燃烧温度在1200℃以下（NOx生成临界温度）。
   • 效果：NOx排放可降至15-30mg/m³，适用于大型锅炉。

二、末端治理：对已生成NOx进行净化

1. 选择性催化还原（SCR）技术
   • 原理：在催化剂（如V₂O₅-WO₃/TiO₂）作用下，将烟气中的NOx与氨气（NH₃）反应生成氮气（N₂）和水（H₂O）。
   • 措施：
     • 在锅炉尾部安装SCR反应器，喷入氨水或尿素溶液作为还原剂。
     • 控制反应温度在200-400℃（催化剂活性最佳区间）。
   • 效果：NOx脱除效率可达80%-90%，排放浓度可降至5mg/m³以下，但初期投资和运行成本较高。
2. 选择性非催化还原（SNCR）技术
   • 原理：在高温区（850-1100℃）直接喷入氨水或尿素溶液，无需催化剂即可将NOx还原为氮气。
   • 措施：
     • 在锅炉炉膛或过热器区域设置喷枪，精准控制还原剂喷入位置和剂量。
     • 优化喷入温度窗口，避免温度过低导致反应不完全或温度过高生成氨逃逸。
   • 效果：NOx脱除效率为30%-60%，成本低于SCR，但需严格监控温度分布。

三、燃料管理：降低燃料型NOx生成

1. 使用低氮燃料
   • 原理：燃料中氮元素含量越高，燃烧时生成的燃料型NOx越多。
   • 措施：
     • 优先选择低氮天然气（氮含量＜0.1%），避免使用高氮燃料（如重油、煤）。
     • 对燃料进行脱氮预处理（如加氢脱氮），但成本较高，仅适用于特殊场景。
   • 效果：可减少燃料型NOx生成20%-30%。
2. 燃料预处理技术
   • 原理：通过预处理改变燃料分子结构，降低燃烧时NOx生成倾向。
   • 措施：
     • 对液体燃料（如柴油）进行乳化处理，加入水或添加剂形成乳化液，降低燃烧温度。
     • 对气体燃料进行预混处理，使燃气与空气充分混合后再燃烧。
   • 效果：可降低NOx排放10%-20%。

四、运行维护：确保系统长期稳定达标

1. 定期校准燃烧设备
   • 措施：每季度对燃烧器、喷嘴、风门等部件进行检查和校准，确保燃气与空气配比精准。
   • 效果：避免因设备老化或偏差导致NOx排放超标。
2. 监控燃烧温度与氧含量
   • 措施：安装温度传感器和氧量分析仪，实时监测燃烧区温度和过剩空气系数。
   • 效果：通过动态调整配风量，将燃烧温度控制在NOx生成临界值以下。
3. 清理积灰与结垢
   • 措施：定期对锅炉受热面进行吹灰和除垢，避免因传热恶化导致局部高温。
   • 效果：降低排烟温度，间接减少NOx生成。