气体再燃降低氮氧化物排放的实验研究(2)
能源是人类社会必要的资源和国民经济发展的重要战略物资的生存。目前占化石燃料的世界一次能源供应的87.7％，由于不可再生性，稀缺性和许多严重的环境问题，附带，已成为制约人类的可持续发展。世界能源理事会在“1992世界能源资源调查”的报告中指出，在目前的消费速度，全球已探明的煤炭，石油和天然气储量将在262年49岁和57年运行后，我们可以看到能源将成为人类社会未来发展的瓶颈。此外，化石能源的大量使用也是大气中CO2、SO2 等温室气体和污染气体浓度不断提高的一个重要原因，大气中CO2浓度由1958年的315μL/L上升到2003年的376μL/L，并呈逐年加剧趋势[2]。
受能源短缺产生和日益恶化的生态环境，使得今天的能源和环境研究的一个重要领域是寻找新的替代能源。在这些新的能源，如核能，大型水电具有潜在生态风险，风能和地热资源与区域的限制，限制和挑战，开发，生物质能但资源丰富，生态友好的耀眼。我国是农业，林业的国家，丰富的生物质资源，为开发和利用良好的条件。据不完全估计，包括作为生物燃料作物，农产品加工废弃物，森林采伐和加工工业的残渣，畜禽养殖粪便排放量，废物及工业废物和城市垃圾等，可以利用生物质能成势能约5亿吨标准煤近/年，远期达到1十亿吨标准煤/年，对生物质能资源的开发和利用的良好条件，增加能源供应，环境保护，特别是有效解决“三农”问题，实现具有重大现实意义的可持续发展。
当前我国能源发展主要存在以下问题：能源资源约束十分严重，能源供应过分依赖煤炭，环境污染问题严重，能源利用技术落后，能源利用效率低，优化能源结构，提高可再生能源利用比例，是今后我国能源发展的重要方向。生物质能是种类众多的可再生能源的一种，世界上许多国家特别是经济发达国家，都很重视生物质能的开发和利用[3]。特别是近几十年来，许多国家，特别是发达国家，强生物质转化优化技术的研究和开发利用，也就是生物质的低品成液体，气体，固体，电力和其他形式的高品质的技术和能源利用节能技术；并开发种植能源植物，增加生物质能源的资源储备，作为建立可持续发展能源系统的一项战略措施，生物质再燃作为生物质能利用的一种方式包括直接再燃，气化再燃以及高级再燃等技术，可以降低燃煤锅炉的NO排放，幅度可达50 %~ 90 % 具有很好的应用前景[4]。
1.2再燃技术的应用
目前，控制NOx排放的技术主要可分为燃烧前处理，燃烧中的低NOx燃烧技术和燃烧后的烟气净化技术。
1）燃烧中的过程处理技术
（1）低过量空气燃烧
用改变燃烧条件的方法来降低NOx 的排放，统称为低NOx燃烧技术。这是一种最简单地降低NOx排放的技术，它是使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行。由于燃烧中过量氧的减少，从而控制了NOx的生成[5]。但是，电站锅炉在运行中一般不会采用过低的过量空气，因为燃烧过程氧量过低，会造成浓度的急剧增加，大大增加气体未完全燃烧热损失。同时，也会使飞灰含碳量增加，导致固体未完全燃烧热损失增大。这样锅炉的燃烧效率降低，锅炉的经济性下降。另外，采用低过量空气燃烧还会造成锅炉受热面的结渣和腐蚀以及汽温的变化。
（2）空气分级燃烧
它是目前在使用中更常见的低NOx燃烧技术中的一个。其基本原理是将分级燃烧空气进入需分阶段燃料的燃烧用空气的炉中。在第一阶段中，主燃烧器空气送入炉内的量减少到约75％的燃烧空气，燃料的燃烧在第一贫氧，富燃料的燃烧条件的总量。降低了初始燃烧区域的氧浓度，进而降低了主燃烧区域的燃烧速度和温度水平，在还原性气氛中降低了NOx的反应率，抑制了NOx在主燃烧区域的生成量。为了完成全部燃烧过程，燃烧完全所需的剩余空气量则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA（over fired air 燃尽风）送入炉膛，在燃尽区域使燃料在富氧贫燃料燃烧条件下完成全部燃烧过程[6]。