摘要：生物質(zhì)燃料中含有的燃料氮含量較低,但是大約70%～100%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氮最終會(huì)轉(zhuǎn)化為NOx,并且秸稈等生物質(zhì)燃料燃燒排放的NOx含量較木質(zhì)燃料等更高.此外,近年來(lái),我國(guó)空氣質(zhì)量面臨嚴(yán)峻態(tài)勢(shì),NOx是常見(jiàn)的大氣污染物,對(duì)居民身體健康、生產(chǎn)和生活有很大影響.因此,本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的NOx燃燒控制技術(shù)進(jìn)行綜述,總結(jié)了各類技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),及我國(guó)目前對(duì)于生物質(zhì)鍋爐NOx控制技術(shù)遇到的瓶頸,并對(duì)該研究領(lǐng)域的未來(lái)趨勢(shì)做出展望。

目前，盡管世界上的主要燃料為煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)的常規(guī)能源，但是，全球目前已探明儲(chǔ)量的可供開(kāi)采的石油、天然氣和煤炭資源分別將在25、27 和97 a 后用盡耗竭; 此外，化石燃料的開(kāi)采、運(yùn)輸以及使用過(guò)程中會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染. 隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，潔凈可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用已經(jīng)引起了世界的廣泛關(guān)注. 生物質(zhì)能是唯一一種可運(yùn)輸和儲(chǔ)存的可再生綠色能源，并且由于具有能量高轉(zhuǎn)換效率和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視. 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，薪柴資源短缺，因此，國(guó)外成熟的木質(zhì)生物質(zhì)燃料燃燒器并不適用，需要針對(duì)我國(guó)國(guó)情，開(kāi)發(fā)適合的利用方法及燃燒技術(shù). 此外，近年來(lái)，我國(guó)空氣質(zhì)量面臨嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)，與木質(zhì)燃料和傳統(tǒng)化石燃料相比，秸稈等生物質(zhì)燃料燃燒排放的NOx含量較高，因此，對(duì)于生物質(zhì)燃料的燃燒，傳統(tǒng)煤炭鍋爐亦不完全適用，亟需開(kāi)發(fā)高效的生物質(zhì)燃料燃燒器，在能源高效利用的同時(shí)降低NOx污染物的排放.

1 生物質(zhì)資源的研究現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)生物質(zhì)資源現(xiàn)狀

生物質(zhì)能源是一種以生物質(zhì)為載體的能量，即通過(guò)光合作用將獲得的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并貯存在生物質(zhì)中的能量形式，它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，是太陽(yáng)能的一種廉價(jià)儲(chǔ)存方式.目前的技術(shù)水平下具備開(kāi)發(fā)價(jià)值的農(nóng)村生物質(zhì)資源一般包括農(nóng)作物秸稈、林木生物質(zhì)殘余物、禽畜糞便與能源作物等. 從2001 年到2015 年，我國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量逐年提高，2015 年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量為2.24 × 1019J，其中種植業(yè)產(chǎn)量為1.53 × 1019 J( 68. 47%) ，林業(yè)、畜牧業(yè)與漁業(yè)產(chǎn)量分別為4.64 × 1018、2. 04 × 1018 與3. 89 × 1017 J，其中，可用于作為農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能的資源高達(dá)9. 10 × 1018 J.

然而，我國(guó)生物質(zhì)資源的品位較低，分散性較大，大量生物質(zhì)資源被隨意填埋與焚燒，成為影響環(huán)境的廢棄物. 目前，生物質(zhì)資源化利用率較高的為種植業(yè)副產(chǎn)物農(nóng)作物秸稈，已被用作工業(yè)原料和生物燃料，總量為4. 29 × 1018 J，占種植業(yè)產(chǎn)量的27. 79%，其中，玉米、水稻、小麥等農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量占秸稈總產(chǎn)量的70. 24%. 但是，大部分的秸稈資源仍被直接焚燒或隨意丟棄，僅有極少部分秸稈被應(yīng)用于鍋爐進(jìn)行集中燃燒供能，燃燒效率不足15%.

1.2 生物質(zhì)燃料的特性

生物質(zhì)能是可再生能源，具有生態(tài)意義上的碳的零排放，燃燒產(chǎn)物相對(duì)清潔. 由于目前大氣污染較為嚴(yán)重而且能源日益短缺，因此開(kāi)發(fā)與利用生物質(zhì)能具有十分巨大的能源與環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略意義. 目前，我國(guó)還沒(méi)有頒布關(guān)于生物質(zhì)固體成型燃料的統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，普遍認(rèn)為的生物質(zhì)固體成型燃料是指利用農(nóng)林廢棄物( 稻殼、秸桿、樹(shù)皮、木屑等) 作為原材料，通過(guò)一系列的預(yù)處理( 收集、干燥、粉碎等) ，采用特殊的生物質(zhì)固體成型設(shè)備，將預(yù)處理后的生物質(zhì)材料擠壓成規(guī)則的、密度較大的棒狀、塊狀或顆粒狀等形狀的成型燃料. 通過(guò)調(diào)研和文獻(xiàn)對(duì)比，表1 列出了各種典型的生物質(zhì)燃料及傳統(tǒng)燃煤的工業(yè)組分、元素組成、熱值等參數(shù)的匯總結(jié)果.

由表1可見(jiàn)，生物質(zhì)燃料產(chǎn)生出的熱值較高，通常為17 ～ 20 MJ·kg - 1，且秸稈與稻殼的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)70% ～ 85%，因此具有優(yōu)良的點(diǎn)火燃燒性能以及良好的代煤效果. 此外，生物質(zhì)燃料硫含量幾乎為零，氮含量極低而且灰分含量較低，因此，生物質(zhì)燃料的二氧化硫( SO2) 與氮氧化物( NOx) 排放低，二氧化碳( CO2) 零排放，排渣少，飛灰少，灰渣可還田，因此，具有顯著的環(huán)保特性. 盡管生物質(zhì)成型燃料的制作需要經(jīng)過(guò)收集、運(yùn)輸、加工等過(guò)程，會(huì)帶來(lái)一定的成本，但是與現(xiàn)在原煤及型煤相比，生物質(zhì)原料價(jià)格低廉，因此，生物質(zhì)成型燃料在價(jià)格上仍然具有較大的優(yōu)勢(shì)，這也在很大程度上有助于生物質(zhì)能源的推廣與使用.

雖然，生物質(zhì)燃料清潔可再生，具有十分廣闊的應(yīng)用潛力，但是，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料高效、清潔燃燒需要使用專門(mén)設(shè)計(jì)的燃燒器. 從20 世紀(jì)30 年代開(kāi)始，美國(guó)、日本、芬蘭等許多發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸重視并都投入了大量精力來(lái)研究生物質(zhì)成型技術(shù)和木質(zhì)成型燃料; 80 年代以后，成型技術(shù)已日漸成熟，并形成了一定的推廣規(guī)模; 到了90 年代，在木質(zhì)顆粒燃料燃燒器方面，部分美歐以及日本等國(guó)家的燃燒器已經(jīng)逐漸定型，而且在加熱、供暖、干燥等領(lǐng)域大范圍的推廣與應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，并形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模. 就我國(guó)實(shí)際情況而言，我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，具有豐富的生物質(zhì)資源，一直以來(lái)，生物質(zhì)能源是農(nóng)村地區(qū)的主要能源之一. 在我國(guó)每年可生產(chǎn)7億多噸農(nóng)作物秸稈，研究表明，秸稈直接燃燒值約為標(biāo)準(zhǔn)煤的55%，根據(jù)熱值，如果全部用來(lái)燃燒，可折合大約4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤. 然而，在我國(guó)，秸稈的利用存在較多的問(wèn)題，例如利用情況落后、污染大等.此外，國(guó)外的生物質(zhì)燃燒主要以木質(zhì)材料為主，而我國(guó)主要為農(nóng)作物秸稈，因此根據(jù)我國(guó)生物質(zhì)燃燒的國(guó)情，不能照搬國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù).

1.3 生物質(zhì)燃料的利用方式

1.3.1 直接燃燒技術(shù)

生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)就是將生物質(zhì)直接作為燃料進(jìn)行燃燒，利用產(chǎn)生的熱能來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)與生活.直接燃燒的技術(shù)要求較低，燃燒方式最為簡(jiǎn)單. 駱仲泱等研究表明，自20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始，在我國(guó)政府的大力推廣下，節(jié)柴灶在農(nóng)村得到廣泛使用，至1996 年底，有1. 7 億戶家庭使用節(jié)柴灶，節(jié)柴灶的推廣使用每年可以為國(guó)家減少數(shù)千萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能源消耗. 但是，根據(jù)張百良的研究，舊式爐灶不但熱效率低( 通常只有10% 左右) 、浪費(fèi)燃料，而且燃燒過(guò)程產(chǎn)生的顆粒物、硫氧化物、氮氧化物等會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境. 因此，這種傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒方式燃燒效率較低，大量浪費(fèi)能源和資源，且污染環(huán)境.

1.3.2 鍋爐燃燒技術(shù)

隨著鍋爐燃燒技術(shù)的逐漸完善，目前已成為一種先進(jìn)的生物質(zhì)燃燒技術(shù). 該技術(shù)使用鍋爐作為生物質(zhì)燃燒器，以生物質(zhì)作為鍋爐燃燒的燃料，通過(guò)控制燃料在鍋爐中的燃燒狀況，進(jìn)而提高生物質(zhì)的利用效率. 相對(duì)于直接燃燒技術(shù)，鍋爐燃燒技術(shù)更適合于生物質(zhì)資源的集中、大規(guī)模利用. 但是由于鍋爐結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，控制參數(shù)較多，因此對(duì)該技術(shù)的使用要求較高. 在國(guó)外，流化床技術(shù)是一種被廣泛采用的生物質(zhì)能鍋爐燃燒技術(shù)，由于國(guó)外發(fā)展較早，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有了相當(dāng)大的規(guī)模，而且在這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)行方面，也有了很多較為成熟的經(jīng)驗(yàn).

目前，生物質(zhì)鍋爐主要有兩種爐型，即純燒生物質(zhì)的水冷振動(dòng)爐和混燒生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐. 其中，循環(huán)流化床鍋爐是將粒徑為6 ～ 12 mm 的燃料和石灰石注入爐或燃燒室，顆粒在一股向上流動(dòng)的空氣( 占總空氣體積分?jǐn)?shù)的60% ～70%) 的作用下懸浮，二次風(fēng)從鍋爐上方進(jìn)入燃燒室，促進(jìn)生物質(zhì)顆粒的充分燃燒，燃燒溫度為840 ～900℃左右. 水冷振動(dòng)爐通過(guò)周期性的振動(dòng)，燃料在爐排上被拋起，燃燒的同時(shí)跳躍前進(jìn)，爐渣也在這個(gè)過(guò)程中由爐排末端排出.

但是，水冷振動(dòng)爐對(duì)燃料的適應(yīng)性較差、燃燒效率低，且對(duì)燃料的水分含量要求較高，造價(jià)較昂貴，而循環(huán)流化床混燒生物質(zhì)鍋爐與水冷振動(dòng)爐排鍋爐相比，建設(shè)成本低，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，更適用于摻燒燃料的燃燒，且運(yùn)行安全，環(huán)保性能優(yōu)異，負(fù)荷范圍廣，因此，考慮我國(guó)生物質(zhì)能源現(xiàn)狀，采用循環(huán)流化床摻燒生物質(zhì)更適合我國(guó)國(guó)情.

此外，鏈條爐排爐和往復(fù)爐排爐也可適用于生物質(zhì)燃料的層燃燃燒，但是二者也各有優(yōu)缺點(diǎn)，鏈條爐排爐的爐排片可以循環(huán)冷卻，而往復(fù)爐排爐對(duì)燃料尺寸的要求和燃料漏料量這兩點(diǎn)上比鏈條爐排具有更顯著的優(yōu)勢(shì). 因此，逐步發(fā)展出了聯(lián)合爐排爐，即在燃燒設(shè)備中采用兩套不同的爐排聯(lián)合使用，例如前爐排為傾斜往復(fù)爐排，增大爐膛的容積，有利于揮發(fā)分的燃盡，后爐排連接重型鱗片式爐排，聯(lián)合爐排比單一爐排具有更好的調(diào)節(jié)性能，使得燃燒更加充分. 但是生物質(zhì)燃料在這幾類鍋爐上的燃燒尚屬探索階段，技術(shù)有待進(jìn)一步完善和成熟.

1.3.  生物質(zhì)鍋爐目前存在的問(wèn)題

生物質(zhì)鍋爐燃燒技術(shù)目前存在著一些問(wèn)題，比如，為保證在特定的燃燒過(guò)程中燃料在流化床中處于流化狀態(tài)，需要較為嚴(yán)格地控制鍋爐進(jìn)料的顆粒大小，為解決這一問(wèn)題，就需要通過(guò)干燥、粉碎等前處理步驟，使得生物質(zhì)燃料在其尺寸、狀態(tài)等方面均一化. 再有，在采用稻殼、木屑等密度較小、結(jié)構(gòu)松散、蓄熱能力比較差的生物質(zhì)作為燃燒材料時(shí)，為了維持正常燃燒所需的蓄熱床料，在燃燒過(guò)程中還需要向燃料中不斷地添加石英砂等物質(zhì)，而這會(huì)引起燃燒產(chǎn)生質(zhì)地較硬的生物質(zhì)飛灰，從而在燃燒過(guò)程中極易會(huì)對(duì)鍋爐的受熱面造成磨損，石英砂等添加劑的混入，使得對(duì)灰渣的進(jìn)一步加工與利用變得更為困難.

目前，在直接燃燒生物質(zhì)原料的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了生物質(zhì)固化成型燃料，即在一定溫度和壓力作用下，通過(guò)專門(mén)設(shè)備將生物質(zhì)壓制成顆粒狀、塊狀、棒狀等形狀的成型燃料. 通過(guò)制備成型燃料，可以提高生物質(zhì)燃料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸能力，改善燃燒性能，提高利用效率，大大擴(kuò)展應(yīng)用范圍，使之成為一種清潔環(huán)保的新型生物質(zhì)燃料，進(jìn)而能部分替代煤炭等化石燃料，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴. 在我國(guó)，使用固化成型技術(shù)將秸稈制備成的成型燃料既可作為發(fā)電供熱等工業(yè)化燃料，又可作為農(nóng)村居民的炊事和取暖的燃料.

2 我國(guó)氮氧化物排放現(xiàn)狀

2.1 燃料燃燒NOx的生成機(jī)理

NOx是常見(jiàn)的大氣污染物，對(duì)居民身體健康和生產(chǎn)、生活有很大影響. 由于我國(guó)主要的燃料為煤炭，因此我國(guó)大氣中有67%( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 的NOx來(lái)自燃煤排放. 燃料過(guò)程中NOx主要來(lái)自三條途徑:熱力型NOx( thermal NOx) 、燃料型NOx( fuel NOx) 和快速型NOx( prompt NOx) . 熱力型NOx約占燃料燃燒產(chǎn)生NOx的20%，是空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸傻?，熱力型NOx的生成受溫度因素的影響顯著，有研究表明，當(dāng)燃燒溫度低于1300 ℃時(shí)，幾乎觀察不到熱力型NOx的生成; 而燃燒溫度高于1300℃時(shí)，熱力型NOx的生成量有著顯著增加. 燃料型NOx是指燃料中的含氮化合物在燃燒過(guò)程中發(fā)生熱解，然后發(fā)生氧化反應(yīng)生成的氮氧化物，燃料型NOx的生成量約占燃料燃燒產(chǎn)生NOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)的75%～ 90%，其生成機(jī)理非常復(fù)雜，主要由揮發(fā)分氮和焦炭氮氧化而成( 圖1( a) ) . NOx的生成不僅受燃料的種類和結(jié)構(gòu)的影響，也受到濃度、溫度、燃料成分等燃燒條件的影響. 快速型NOx是燃料中的碳?xì)浠衔镌诟邷貤l件下生成的CH 原子團(tuán)，與空氣中的N2分子發(fā)生撞擊，進(jìn)而導(dǎo)致HCN 類化合物的生成，生成的HCN 進(jìn)一步被氧化而生成快速型NOx( 圖1( b) ) ，快速型NOx的生成量很小，只在氧濃度較低的情況下才發(fā)生，而且生成過(guò)程不受溫度因素的制約，快速型NOx占NOx總生成量的5%( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 以下.

2

燃料燃燒釋放的NOx一部分來(lái)自于燃料本身含有的燃料氮，但相比于煤燃料，生物質(zhì)燃料的燃料氮含量較低. 盡管生物質(zhì)燃料中含有的燃料氮含量較少，但是有研究報(bào)道，大約質(zhì)量分?jǐn)?shù)70% ～ 100%的燃料氮最終會(huì)在燃燒過(guò)程中轉(zhuǎn)化為NO. 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年產(chǎn)生大量的生物質(zhì)材料，而生物質(zhì)燃料以農(nóng)作物秸稈為主，與國(guó)外常用的木質(zhì)類生物質(zhì)原料不同的是，秸稈類生物質(zhì)燃料氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般較高，如玉米秸稈可以達(dá)到0. 7% 左右. 因而，生物質(zhì)燃料燃燒排放的污染物中，控制NOx的排放是生物質(zhì)清潔燃燒的重點(diǎn). 與其他大氣污染物相比，NOx在燃料燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的量最多，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30% 以上，然而，燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的NOx中有70%來(lái)自于煤炭的直接燃燒. 揮發(fā)分的析出、焦炭燃燒和揮發(fā)分燃燒是NOx形成的主要過(guò)程，改變爐膛內(nèi)的燃燒形式可以有效地減少污染物的產(chǎn)生.

2.2 氮氧化物的危害

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源消耗逐年增加，大氣中NOx的排放量也迅速增長(zhǎng). NOx成為主要的一次污染物，其中主要以NO 和NO2為主. NOx的排放引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重威脅了生態(tài)環(huán)境和人體健康，主要危害包括: 參與臭氧層的破壞; 可以與碳?xì)浠衔镄纬晒饣瘜W(xué)煙霧; 是形成酸雨酸霧的主要污染物; 會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生損害; 對(duì)人體健康有致毒作用等. 因此，控制和治理大氣中的NOx非常重要.

2.3 我國(guó)生物質(zhì)燃燒氮氧化物的排放現(xiàn)狀

NOx污染防治的緊迫性還體現(xiàn)在，如果不對(duì)NOx的排放進(jìn)行有效的控制，NOx排放的顯著上升會(huì)抵消削減SO2的努力，具體主要表現(xiàn)在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的灰霾天數(shù)增加，污染程度加重，大氣能見(jiàn)度下降，我國(guó)酸雨類型由硫酸型向硝酸--硫酸復(fù)合型進(jìn)行轉(zhuǎn)變. 因此，在“十二五”期間，我國(guó)將NOx納入總量控制，NOx成為聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃控制的重點(diǎn)污染物之一.

不同生物質(zhì)成型燃料NOx排放情況于表2 中列出，通過(guò)對(duì)比可以看出，盡管木質(zhì)成型燃料較秸稈成型燃料的NOx排放量較低. 但是還沒(méi)有完全達(dá)到現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271—2014 與標(biāo)準(zhǔn)GB13271 征求意見(jiàn)稿--重點(diǎn)區(qū)域中規(guī)定的200 mg·m - 3 的標(biāo)準(zhǔn)，與新標(biāo)準(zhǔn)的80 mg·m - 3 的期望尚存在較大距離. Vassilev 等也曾比較了在燃料點(diǎn)火和熄火過(guò)程中木質(zhì)燃料和玉米秸稈成型NOx的排放規(guī)律，在NOx組分上，研究發(fā)現(xiàn)秸稈成型燃料的整個(gè)點(diǎn)火過(guò)程中，煙氣中的NOx含有NO 和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 6%～ 6. 9%的NO2，而木質(zhì)成型燃料煙氣中的NOx只有NO; 在NOx產(chǎn)生量上，秸稈成型燃料燃燒NOx的排放量是木質(zhì)燃料的2 倍.

2012 年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電廠的裝機(jī)容量( 不包括蔗渣發(fā)電) 達(dá)3. 37 GW，2013 年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電量為3. 7 × 1010 kW·h - 1，生物質(zhì)能消耗量為800 萬(wàn)噸( 近400 萬(wàn)噸煤當(dāng)量). 預(yù)計(jì)到2015 年和2020年，農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電容量可分別達(dá)到4. 5 GW和7. 5 GW . NOx是生物質(zhì)燃燒發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的重要污染物之一，對(duì)其控制方法主要有燃燒控制與煙氣凈化，即燃燒控制是通過(guò)降低燃燒的溫度來(lái)防止局部產(chǎn)生高溫，通常采用多級(jí)送風(fēng)、低氧燃燒、流化床燃燒等; 煙氣凈化包括選擇性催化還原法和選擇非催化還原法. 較燃煤不同，燃燒生物質(zhì)燃料時(shí)，由于爐膛燃燒溫度較高，一般在850 ℃以上，生物質(zhì)燃料含氮產(chǎn)物在燃燒過(guò)程中可以部分轉(zhuǎn)化為NOx，即會(huì)有大量的熱力型NOx產(chǎn)生. 因此，在役的生物質(zhì)鍋爐比燃煤鍋爐的NOx排放量要高. 有研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)技術(shù)改造燃煤工業(yè)鍋爐在改燃生物質(zhì)粒燃料時(shí)，其NOx排放質(zhì)量濃度達(dá)到330 mg·m - 3 左右. 王秦超對(duì)五臺(tái)裝機(jī)容量不同的生物質(zhì)鍋爐排放情況進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，NOx排放質(zhì)量濃度在207. 9 ～ 601. 3 mg·m - 3 之間，均超過(guò)排放限值，因此，應(yīng)用傳統(tǒng)燃煤鍋爐改燃生物質(zhì)燃料必須改進(jìn)燃燒方式或加裝后處理裝置.

盡管目前正在實(shí)行的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB13271—2014) 并沒(méi)有規(guī)定生物質(zhì)鍋爐NOx的排放限值，但燃燒玉米秸稈成型燃料時(shí)，生物質(zhì)鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度往往在207. 9 ～ 601. 3 mg·m - 3之間，由于GB13271—2014 中的排放限值為200mg·m - 3，以此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，玉米秸稈成型燃料時(shí)排放的NOx排放濃度超標(biāo)0. 04 ～ 2. 01 倍. 《生物質(zhì)能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》表明，我國(guó)生物質(zhì)成型燃料年利用量將在2015 年達(dá)到1000 萬(wàn)噸，相應(yīng)替代500 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤( 700 萬(wàn)噸燃煤) ，可減少0. 91 萬(wàn)噸的NOx排放. 因此，開(kāi)展對(duì)大氣NOx的污染控制已迫在眉睫.

3 生物質(zhì)鍋爐的氮氧化物治理技術(shù)

美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)在NOx控制工作方面上起步較早，NOx控制的相關(guān)政策也相對(duì)成熟. 目前來(lái)講，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用煙氣再循環(huán)、多級(jí)燃燒、低氮燃燒器組合等方式可以減少30% ～ 70%的NOx排放. 盡管低氮燃燒技術(shù)是我國(guó)目前主要的NOx治理技術(shù)，該技術(shù)的采用可以控制鍋爐排放的NOx濃度在200 mg·m - 3以下，但是僅依靠該技術(shù)已經(jīng)不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求.

3.1 燃燒改進(jìn)技術(shù)

燃燒改進(jìn)技術(shù)是一種通過(guò)控制燃燒條件，調(diào)節(jié)燃燒區(qū)的溫度和進(jìn)氣量，進(jìn)而減少NOx的生成與排放的技術(shù). 相比于其他的降氮技術(shù)，低NOx燃燒技術(shù)是一種較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而且應(yīng)用最廣的方法.目前采用的低NOx燃燒技術(shù)主要有以下五種: 低NOx燃燒器、燃料再燃技術(shù)、低過(guò)量空氣燃燒技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)和煙氣再循環(huán)技術(shù).

3.1.1 低NOx燃燒器

低NOx燃燒器的采用，可以實(shí)現(xiàn)在燃料燃燒過(guò)程中對(duì)NOx排放進(jìn)行控制，同時(shí)有利于燃料的穩(wěn)定著火燃燒和完全燃燒.

低NOx燃燒器的工作原理是把燃燒一次風(fēng)分成濃相和淡相兩個(gè)部分在不同的位置進(jìn)行燃燒: 濃相所處位置距離火焰中心較近，溫度較高，但是由于氧化比例較少，因而降低了NOx的生成率; 淡相所處位置靠近水冷壁，由于該區(qū)域遠(yuǎn)離火焰中心，溫度偏低，盡管在此位置的氧化比例較高，但是NOx的生成率依舊較低，最終實(shí)現(xiàn)了減少NOx生成與排放的目的.

低NOx燃燒器有低NOx預(yù)燃燃燒器、分割火焰型燃燒器、階段燃燒器、濃淡型燃燒器、混合促進(jìn)型燃燒器、自身再循環(huán)燃燒器等幾大類. 脫硝效率一般在30% ～ 60%之間.

3.1.2 燃料再燃

燃料再燃技術(shù)始于20 世紀(jì)80 年代，是一種爐內(nèi)NOx控制技術(shù). 降氮原理如下: 根據(jù)燃料在爐內(nèi)的燃燒過(guò)程，沿爐膛高度方向?qū)t膛分成主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)三個(gè)區(qū)域; 利用燃料分級(jí)在爐膛再燃區(qū)形成強(qiáng)還原性氣氛，在該區(qū)域?qū)⒅魅紖^(qū)內(nèi)形成的NOx還原為N2和其他含氮還原性基團(tuán)( HCN 和NH3) ; 之后，由于燃燒不充分所產(chǎn)生的尾氣排放會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，從而在燃盡區(qū)補(bǔ)入部分空氣，形成富氧燃燒段，從而在此區(qū)域?qū)⑹Ｓ嗟目扇嘉? CHi、CO等) 和含氮分子氧化. 再燃技術(shù)的采用可以將燃煤鍋爐NOx排放量降至使用前的35%以下.

燃料再燃技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn): 脫硝效率高、適用性廣、鍋爐改造小、運(yùn)行費(fèi)用低，因此該技術(shù)受到了普遍關(guān)注. 再燃燃料種類繁多，氣體( 甲烷、合成氣等) 、液體( 水煤漿等) 和固體燃料( 煤粉、生物質(zhì)等)都可以用作再燃燃料. 由于生物質(zhì)中N、S 等元素相對(duì)較少，生物質(zhì)的廣泛利用可以大量減少大氣污染物的產(chǎn)生與排放，與此同時(shí)，生物質(zhì)燃燒后的灰分中的鈉、鉀等組分對(duì)NOx的還原具有促進(jìn)作用. 綜上可知，生物質(zhì)燃料可以作為一種較好的再燃燃料. 但是，目前對(duì)生物質(zhì)再燃脫硝特性的研究相對(duì)較少. 有研究表明，將生物質(zhì)作為再燃燃料將會(huì)使得NOx降低效率更高. Adams 與Harding 使用木材作為再燃燃料，將再燃技術(shù)用于旋風(fēng)燃燒器排放的NOx控制中，當(dāng)再燃燃料在靠近后壁的旋風(fēng)桶的區(qū)域且溫度接近1600 ℃時(shí)注入再燃燃料，爐內(nèi)停留時(shí)間0. 3 s，可使NO 排放量降低量接近60%; 隨著過(guò)熱空氣高速反向注入時(shí)，NOx降低效率最高，達(dá)到45%左右. Liu 等研究發(fā)現(xiàn)，使用再燃技術(shù)可以使得NO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低50% ～ 60%，同時(shí)對(duì)于鍋爐的操作方面沒(méi)有明顯的副作用.

3.1.3 低過(guò)量空氣燃燒

低過(guò)量空氣燃燒的原理是通過(guò)減少煙氣中的過(guò)量氧氣抑制NOx的生成，所以要盡可能保證燃燒在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的降低NOx排放的方法. 但是，此方法的NOx脫除效率只有15% ～ 20%，而且燃料在此燃燒環(huán)境下可能燃燒不夠充分，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生熱損失，從而降低鍋爐效率. 此外，由于過(guò)量空氣較少，爐內(nèi)的某些區(qū)域會(huì)形成還原性氣氛，容易造成爐壁結(jié)焦和腐蝕.

3.1.4 空氣分級(jí)

空氣分級(jí)于20 世紀(jì)50 年代在美國(guó)率先發(fā)展起來(lái)，是控制NOx排放的一次技術(shù)之一，目前應(yīng)用較為廣泛. 該技術(shù)減少了燃燒區(qū)的空氣量，燃料首先在缺氧條件下燃燒，之后再送入剩余空氣進(jìn)一步將未燃盡的燃料燃盡. 空氣分級(jí)技術(shù)的采用使得燃料與空氣在一次燃燒區(qū)內(nèi)混合量降低，延遲了主燃區(qū)燃燒過(guò)程; 同時(shí)，由于一次風(fēng)風(fēng)量的控制，一次燃燒區(qū)的氧氣含量較少，使得燃料的燃燒不夠充分，進(jìn)而降低了燃燒溫度，由于該區(qū)域的燃料含量仍然較高，因而形成還原性的氣氛，在還原性的氣氛中NOx的生成速率較低. 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)最高可達(dá)約30%的脫硝效率.

石本改等的研究表明，過(guò)剩空氣系數(shù)增加，NOx的生成量明顯降低. 郭飛強(qiáng)等用于實(shí)現(xiàn)燃料的層燃; 爐膛喉口處二次風(fēng)，主要用于擾動(dòng)揮發(fā)分; 位于氣化燃燒室區(qū)的三次風(fēng)用于徹底燃燒殘余揮發(fā)分. 物料加入爐膛后先進(jìn)入熱解氣化區(qū)，由于熱解氣化區(qū)不直接配風(fēng)，所以在缺氧的條件下，生物質(zhì)會(huì)生成半焦類固體可燃物和還原性煙氣( H2、CO 等) . 一方面，生成的半焦類固體進(jìn)入層燃燃燒區(qū)后，由于得到空氣的補(bǔ)給，得到充分燃燒，但是產(chǎn)生了NOx等污染物; 另一方面，還原性煙氣受到二次風(fēng)的擾動(dòng)，在爐膛喉口處形成強(qiáng)烈的燃燒漩渦，可以與層燃燃燒區(qū)產(chǎn)生的NOx發(fā)生還原性反應(yīng). 同時(shí)研究還表明，在過(guò)?？諝庀禂?shù)為1. 75 且其中一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)的體積比為7 ∶ 1 ∶ 2 時(shí)，NOx的排放質(zhì)量濃度最低，可達(dá)到83. 45 mg·m - 3，接近新標(biāo)準(zhǔn)的80 mg·m - 3的期望.

3.1.5 煙氣再循環(huán)

煙氣再循環(huán)技術(shù)的原理是在鍋爐的空氣預(yù)熱器之前，抽取一部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t內(nèi)，或者與一次風(fēng)/二次風(fēng)混合送入爐內(nèi)，起到冷卻和稀釋的作用，進(jìn)而降低燃燒過(guò)程中的溫度和氧濃度，從而控制NOx的生成速率. 但是，煙氣再循環(huán)率太高也會(huì)導(dǎo)致未完全燃燒熱損失增加、燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題的產(chǎn)生，因此再循環(huán)率常?？刂圃?0% ～ 20% 之間.Zhou 等在秸稈固定床燃燒鍋爐燃燒研究中指出，將20%比例的燃?xì)庵匦滤腿脲仩t中進(jìn)行再循環(huán)利用，不僅可以保證不影響燃燒效率而且還可以降低NO 的排放.

3.2 煙氣脫硝

根據(jù)是否使用脫硝催化劑，尾部煙氣脫硝主要有以下兩種: 選擇性催化還原( SCR) 和選擇性非催化還原( SNCR) .

3.2.1 選擇性催化還原

選擇性催化還原技術(shù)是將還原劑( 常用的為NH3) 送入煙道使之與煙氣混合，在催化劑的作用下，在320 ～ 420 ℃的低溫狀態(tài)下將燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的NOx還原為N2和H2O，從而實(shí)現(xiàn)NOx的減排.一般而言，常用的催化劑是由FeO2、Ag2O5和WO3制得的混合物.

3.2.2 選擇性非催化還原

選擇性非催化還原技術(shù)是在不加入催化劑的情況下，將氨水或尿素等作為還原劑直接噴入到900 ～1100 ℃的高溫?zé)煔庵?，在高溫條件下，氨水、尿素等還原劑先分解為NH3及其他副產(chǎn)物，之后，煙氣中的NOx與分解產(chǎn)生的NH3進(jìn)一步發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為N2和H2O.

選擇性催化還原技術(shù)與選擇性非催化還原技術(shù)的區(qū)別主要在于二者的反應(yīng)條件不同，具體體現(xiàn)在是否使用催化劑、還原劑的類型、反應(yīng)溫度高低等方面.

選擇性催化還原技術(shù)與選擇性非催化還原技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 選擇性催化還原技術(shù)的脫硝效率較高，可以達(dá)到80% ～90%，缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在一次投資費(fèi)用和設(shè)備的運(yùn)行成本高，而且由于我國(guó)目前選擇性催化還原催化劑的技術(shù)不夠完善，較多的依賴國(guó)外技術(shù)，但是國(guó)外的專利壁壘增加了選擇性催化還原技術(shù)的運(yùn)行與維護(hù)成本，在一定程度上限制了選擇性催化還原技術(shù)的推廣與使用. 選擇性非催化還原技術(shù)在脫硝過(guò)程中不需要使用催化劑，是在900 ～ 1100 ℃的窗口溫度條件下，NOx與還原劑NH3發(fā)生反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)脫硝，該技術(shù)的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在: 在實(shí)際的燃燒過(guò)程中，燃燒負(fù)荷以及燃料種類等因素都會(huì)影響爐內(nèi)的溫度分布，進(jìn)而會(huì)影響選擇性催化還原的窗口溫度，為了實(shí)現(xiàn)更好的脫硝效果，噴氨的位置也要根據(jù)窗口溫度而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這在實(shí)際使用過(guò)程中增加了操作的技術(shù)難度. 目前國(guó)內(nèi)大約96% 的發(fā)電廠主要采用的工藝技術(shù)是選擇性催化還原法，而約占4% 的發(fā)電廠采用的為選擇性非催化還原脫硝技術(shù).

3.3 高級(jí)再燃

高級(jí)再燃技術(shù)是將燃料再燃與選擇性非催化還原相結(jié)合的脫硝技術(shù)，是目前一種極具應(yīng)用前景的NOx控制技術(shù)，通過(guò)與選擇性非催化還原脫硝技術(shù)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)在燃料再燃的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低NOx排放的目的，使之成為一個(gè)更加徹底的NOx降低技術(shù). 高級(jí)再燃的原理為在再燃區(qū)或燃盡區(qū)噴入還原劑，進(jìn)一步減少NOx生成. 高級(jí)再燃的技術(shù)關(guān)鍵是通過(guò)燃料再燃和選擇性非催化還原兩個(gè)階段的協(xié)同作用，拓寬反應(yīng)溫度窗口，減少較窄溫度窗口對(duì)選擇性非脫硝效率的影響.

Han 等選擇高級(jí)再燃技術(shù)來(lái)降低生物質(zhì)鍋爐燃燒過(guò)程中排放的NOx，首先，僅是單純通過(guò)優(yōu)化操作條件，即可降低54% ～ 67% 的NOx; 繼而，繼續(xù)噴入氨水、尿素、碳酸鈉等還原劑，協(xié)同降低NOx的排放，可將NOx的去除率提高到85% ～ 92%，脫硝效果非常可觀.

3.4 生物質(zhì)鍋爐NOx控制技術(shù)研究進(jìn)展

目前，針對(duì)生物質(zhì)鍋爐的NOx控制技術(shù)主要分為爐內(nèi)脫硝和煙氣尾部脫硝兩類.

爐內(nèi)脫硝即低氮燃燒技術(shù)，就生物質(zhì)鍋爐而言，常用的低氮燃燒技術(shù)有煙氣再循環(huán)技術(shù). 煙氣再循環(huán)技術(shù)有兩種流程: ( 1) 引風(fēng)機(jī)后的煙氣直接引到一次風(fēng)機(jī)入口. 該方案一次風(fēng)機(jī)無(wú)需改動(dòng)，再循環(huán)煙氣也不需要抽風(fēng)機(jī)，省電節(jié)能，改造簡(jiǎn)單，NOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)可下降20% ～ 40%. ( 2) 引風(fēng)機(jī)后的煙氣直接引到爐膛一次風(fēng)室和二次風(fēng)室. 該方案一次風(fēng)機(jī)需降負(fù)荷運(yùn)行，再循環(huán)煙氣也需要配備高溫抽風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓與一次風(fēng)機(jī)相當(dāng). 該方案增加了運(yùn)行電耗，改造相對(duì)復(fù)雜，氮氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)可下降25% ～50%. 煙氣再循環(huán)技術(shù)還會(huì)出現(xiàn)煙氣中二氧化硫污染物濃度升高和含水量升高的現(xiàn)象，但減少了煙氣排放總量.

煙氣尾部脫硝包括選擇性催化還原和選擇性非催化還原. 選擇性催化還原脫硝技術(shù)是應(yīng)用最廣的，但是由于生物質(zhì)燃料的特性( 熱值低、含鉀多) ，生物質(zhì)鍋爐尾部煙氣溫度低( 280 ℃) 、含濕量大、飛灰細(xì)顆粒比例大、鉀金屬含量高，容易出現(xiàn)常規(guī)催化劑層中毒失活、堵塞、磨蝕等問(wèn)題，造成NOx的超排現(xiàn)象. 目前，國(guó)外催化劑脫硝連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)為三個(gè)月，因此如果采用選擇性催化還原脫硝技術(shù)必須解決催化劑中毒失活、堵塞、磨損的問(wèn)題. 選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、氨制備及噴氨系統(tǒng)、催化劑及吹灰系統(tǒng)組成. 其中煙氣系統(tǒng)包括催化劑溫度、壓力等; 氨制備及噴氨系統(tǒng)包括稀釋風(fēng)、冷卻風(fēng)、氨水、壓縮空氣等; 催化劑及吹灰系統(tǒng)包括聲波吹灰器、壓縮空氣、電磁閥等. 選擇性催化還原催化劑共2 層，布置在省煤器和空預(yù)器之間. 選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)采用體積分?jǐn)?shù)20% 的氨水溶液作為還原劑，實(shí)踐表明，選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)能夠?qū)Ox排放水平控制在50 mg·m - 3 以下，脫硝效率超80%，氨逃逸質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求的2. 3 mg·m - 3，滿足超低排放要求. 嘉興新嘉愛(ài)斯熱電有限公司在每小時(shí)產(chǎn)氣量130 t 生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐采用了措施: 采用板式催化劑，在催化劑層上游1. 5 m 設(shè)置自主研發(fā)設(shè)計(jì)的大顆粒飛灰收集器，有效的解決了催化劑層堵塞的問(wèn)題; 適當(dāng)增大催化劑層內(nèi)流速，減少飛灰細(xì)顆粒的吸附概率，延長(zhǎng)催化劑化學(xué)活性壽命. 選擇性非催化還原脫硝技術(shù)能夠有效脫除常規(guī)循環(huán)流化床燃煤鍋爐上NOx，而在每小時(shí)產(chǎn)氣量130 t 生物質(zhì)鍋爐上達(dá)不到預(yù)期效果. 針對(duì)噴槍位置和數(shù)量做了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由于生物質(zhì)鍋爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性比燃煤鍋爐差，經(jīng)常產(chǎn)生溫度高區(qū)域和溫度低區(qū)域交錯(cuò)分布，使得噴入的還原劑( 氨水) 不能處于最佳的反應(yīng)溫度區(qū)間，形成了NOx還原反應(yīng)和氨氧化反應(yīng)并存，且反應(yīng)速率相近的狀態(tài). 在爐膛溫度800 ℃、NH3 /NO2體積比近2 的條件下，NOx脫除的最高效率僅達(dá)15%，因此選擇性非催化還原技術(shù)不能作為全燒生物質(zhì)鍋爐的脫硝技術(shù). 脫硫塔pH 值對(duì)NOx的脫除也有一定的影響. 在體積分?jǐn)?shù)0. 1% 的氧化劑、pH 值為6 的條件下，NOx脫除的最高效率31%，因此選擇性非催化還原技術(shù)不能作為全燒生物質(zhì)鍋爐的脫硝技術(shù).

4 生物質(zhì)鍋爐NOx控制難點(diǎn)

4.1 NOx控制技術(shù)儲(chǔ)備不足

目前而言，我國(guó)對(duì)NOx的控制尚處于試點(diǎn)和起步階段，控制技術(shù)目前還不完全成熟. 再有，由于我國(guó)的生物質(zhì)資源以秸稈等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物為主，而國(guó)外長(zhǎng)期以來(lái)以木質(zhì)生物質(zhì)及其成型燃料為主，因此國(guó)外的成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)我國(guó)并不能完全套用，發(fā)展出適合我國(guó)國(guó)情的生物質(zhì)NOx控制技術(shù)尤為重要. 現(xiàn)階段，我國(guó)主要采用低NOx燃燒方式來(lái)降低NOx的排放，NOx控制效率約在30% ～ 50% 左右.目前，盡管也有人采用加裝尾端治理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫硝，但運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益尚未達(dá)到理想水平.

4.2 NOx控制成本大

目前，鍋爐NOx的控制改造存在著一些困難，比如，工業(yè)鍋爐的爐膛較小，若想運(yùn)行低NOx燃燒技術(shù)，在改造上存在困難，減排NOx的成本過(guò)高. 現(xiàn)行的脫硫技術(shù)成本在每噸800 元左右，而脫硝技術(shù)每噸需要近2000 元. 燃煤鍋爐污染治理會(huì)大大增加達(dá)標(biāo)成本，因此需要通過(guò)電價(jià)優(yōu)惠政策給予一定的補(bǔ)償，《燃煤發(fā)電機(jī)組環(huán)保電價(jià)及環(huán)保設(shè)施運(yùn)行監(jiān)管辦法》明確規(guī)定，燃煤發(fā)電機(jī)組必須安裝脫硫、脫硝、除塵等后處理設(shè)施，其上網(wǎng)電量在現(xiàn)行上網(wǎng)電價(jià)基礎(chǔ)上執(zhí)行脫硫、脫硝、除塵電價(jià)加價(jià)等環(huán)保電價(jià)政策，具體補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為脫硫電價(jià)加價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為1 kW·h - 1時(shí)1. 5 分錢(qián)、脫硝電價(jià)為1 分錢(qián)、除塵電價(jià)為0. 2分錢(qián).

但是，由于燃料、燃燒條件等因素的不同，燃煤鍋爐的煙氣脫硝技術(shù)和設(shè)備尚不能直接應(yīng)用于生物質(zhì)鍋爐，目前尚沒(méi)有可用于生物質(zhì)鍋爐脫硝的成熟技術(shù); 發(fā)展生物質(zhì)鍋爐脫硝技術(shù)，進(jìn)行低NOx燃燒改造和加裝脫硝裝置，勢(shì)必將增加環(huán)保成本，在經(jīng)濟(jì)上大大增加了生物質(zhì)鍋爐成本，在一定程度上限制了其發(fā)展.

5 發(fā)展趨勢(shì)與展望

( 1) 從生物質(zhì)燃料本身考慮，單純?nèi)紵斩? 水稻、小麥等) 成型燃料通?；曳趾枯^高，并且熱值較木質(zhì)材料等較低，在原料中混入核桃皮、花生殼等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物制備混合成型燃料可以彌補(bǔ)這些不足，成為生物質(zhì)成型燃料制備的新發(fā)展趨勢(shì).

( 2) 從生物質(zhì)燃料的燃燒設(shè)備考慮，目前，已經(jīng)成熟的商品化燃燒器對(duì)于木質(zhì)生物質(zhì)燃料的燃燒適用性比較強(qiáng)，而對(duì)于秸稈類生物質(zhì)燃料燃燒能力較差，極易結(jié)焦結(jié)渣，難以最大限度的發(fā)揮燃料的熱效率，此外，即使加裝后處理裝置，產(chǎn)生NOx的含量也難以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，成為目前的一大技術(shù)難關(guān). 因此，如何對(duì)燃燒過(guò)程的溫度變化進(jìn)行精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒過(guò)程生成NOx的實(shí)時(shí)測(cè)量以及對(duì)生物質(zhì)燃燒器NOx排放過(guò)程的有效控制，將成為今后的發(fā)展方向之一.

( 3) 目前亟需成熟的生物質(zhì)燃料燃燒排放NOx控制技術(shù)，今后的研究應(yīng)從NOx的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，集中于優(yōu)化燃料性質(zhì)、進(jìn)行精準(zhǔn)的

燃燒全過(guò)程控制和開(kāi)發(fā)高效低成本的煙氣脫硝后處理技術(shù)的研究，探索提高脫硝效率和降低環(huán)保成本的設(shè)計(jì)與方案，在解決我國(guó)能源窘境的同時(shí)，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的．

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