摘 要：随着国家的发展科学技术的不断创新和提高，对生物质锅炉氮氧化物排放控制进一步完善。
关键词：生物质、锅炉氮氧化物、排放控制技术
生物质燃料中含有的燃料氮含量较低，但是大约70%～100%（质量分数）的氮最终会转化为NOx，并且秸秆等生物质燃料燃烧排放的NOx含量较木质燃料等更高.此外，近年来，我国空气质量面临严峻态势，NOx是常见的大气污染物，对居民身体健康、生产和生活有很大影响。
一、生物质资源的研究
（一）生物质燃料的利用方式
（1）直接燃烧技术生物质直接燃烧技术就是将生物质直接作为燃料进行燃烧，利用产生的热能来进行生产与生活.直接燃烧的技术要求较低，燃烧方式最为简单。（2）锅炉燃烧技术随着锅炉燃烧技术的逐渐完善，目前已成为一种先进的生物质燃烧技术。该技术使用锅炉作为生物质燃烧器，以生物质作为锅炉燃烧的燃料，通过控制燃料在锅炉中的燃烧状况，进而提高生物质的利用效率.相对于直接燃烧技术，锅炉燃烧技术更适合于生物质资源的集中、大规模利用。但是由于锅炉结构较为复杂，控制参数较多，因此对该技术的使用要求较高。在国外，流化床技术是一种被广泛采用的生物质能锅炉燃烧技术，由于国外发展较早，该项技术已经有了相当大的规模，而且在这项技术运行方面，也有了很多较为成熟的经验。目前，生物质锅炉主要有两种炉型，即纯烧生物质的水冷振动炉和混烧生物质的循环流化床锅炉。其中，循环流化床锅炉是将粒径为6～12mm的燃料和石灰石注入炉或燃烧室，颗粒在一股向上流动的空气（占总空气体积分数的60%～70%）的作用下悬浮，二次风从锅炉上方进入燃烧室，促进生物质颗粒的充分燃烧，燃烧温度为840～900℃左右。水冷振动炉通过周期性的振动，燃料在炉排上被抛起，燃烧的同时跳跃前进，炉渣也在这个过程中由炉排末端排出。但是，水冷振动炉对燃料的适应性较差、燃烧效率低，且对燃料的水分含量要求较高，造价较昂贵，而循环流化床混烧生物质锅炉与水冷振动炉排锅炉相比，建设成本低，燃料适应性强，更适用于掺烧燃料的燃烧，且运行安全，环保性能优异，负荷范围广，因此，考虑我国生物质能源现状，采用循环流化床掺烧生物质更适合我国国情.此外，链条炉排炉和往复炉排炉也可适用于生物质燃料的层燃燃烧，但是二者也各有优缺点，链条炉排炉的炉排片可以循环冷却，而往复炉排炉对燃料尺寸的要求和燃料漏料量这两点上比链条炉排具有更显著的优势。因此，逐步发展出了联合炉排炉，即在燃烧设备中采用两套不同的炉排联合使用，例如前炉排为倾斜往复炉排，增大炉膛的容积，有利于挥发分的燃尽，后炉排连接重型鳞片式炉排，联合炉排比单一炉排具有更好的调节性能，使得燃烧更加充分.但是生物质燃料在这几类锅炉上的燃烧尚属探索阶段，技术有待进一步完善和成熟。
（二）生物质燃料的特性
生物质能是可再生能源，具有生态意义上的碳的零排放，燃烧产物相对清洁.由于目前大气污染较为严重而且能源日益短缺，因此开发与利用生物质能具有十分巨大的能源与环境保护战略意义。目前，我国还没有颁布关于生物质固体成型燃料的统一的国家标准，普遍认为的生物质固体成型燃料是指利用农林废弃物（稻壳、秸杆、树皮、木屑等）作为原材料，通过一系列的预处理（收集、干燥、粉碎等），采用特殊的生物质固体成型设备，将预处理后的生物质材料挤压成规则的、密度较大的棒状、块状或颗粒状等形状的成型燃料。虽然，生物质燃料清洁可再生，具有十分广阔的应用潜力，但是，实现生物质燃料高效、清洁燃烧需要使用专门设计的燃烧器。
二、生物质锅炉的氮氧化物治理技术
（一）燃烧改进技术
燃烧改进技术是一种通过控制燃烧条件，调节燃烧区的温度和进气量，进而减少NOx的生成与排放的技术.相比于其他的降氮技术，低NOx燃烧技术是一种较为简单、经济而且应用最广的方法。
（二）烟气脱硝
根据是否使用脱硝催化剂，尾部烟气脱硝主要有以下两种：选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。（1）选择性催化还原选择性催化还原技术是将还原剂（常用的为NH3）送入烟道使之与烟气混合，在催化剂的作用下，在320～420℃的低温状态下将燃烧过程中产生的NOx还原为N2和H2O，从而实现NOx的减排.一般而言，常用的催化剂是由FeO2、Ag2O5和WO3制得的混合物.（2）选择性非催化还原选择性非催化还原技术是在不加入催化剂的情况下，将氨水或尿素等作为还原剂直接喷入到900～1100℃的高温烟气中，在高温条件下，氨水、尿素等还原剂先分解为NH3及其他副产物，之后，烟气中的NOx与分解产生的NH3进一步发生氧化还原反应，将烟气中的NOx还原为N2和H2O.选择性催化还原技术与选择性非催化还原技术的区别主要在于二者的反应条件不同，具体体现在是否使用催化剂、还原剂的类型、反应温度高低等方面.选择性催化还原技术与选择性非催化还原技术的优点与不足主要体现在以下几个方面：选择性催化还原技术的脱硝效率较高，可以达到80%～90%，缺点主要体现在一次投资费用和设备的运行成本高，而且由于我国目前选择性催化还原催化剂的技术不够完善，较多的依赖国外技术，但是国外的专利壁垒增加了选择性催化还原技术的运行与维护成本，在一定程度上限制了选择性催化还原技术的推广与使用.选择性非催化还原技术在脱硝过程中不需要使用催化剂，是在900～1100℃的窗口温度条件下，NOx与还原剂NH3发生反应而实现脱硝，该技术的缺点主要体现在：在实际的燃烧过程中，燃烧负荷以及燃料种类等因素都会影响炉内的温度分布，进而会影响选择性催化还原的窗口温度，为了实现更好的脱硝效果，喷氨的位置也要根据窗口温度而进行相应的调整，这在实际使用过程中增加了操作的技术难度。目前国内大约96%的发电厂主要采用的工艺技术是选择性催化还原法，而約占4%的发电厂采用的为选择性非催化还原脱硝技术。
（三）高级再燃
高级再燃技术是将燃料再燃与选择性非催化还原相结合的脱硝技术，是目前一种极具应用前景的NOx控制技术，通过与选择性非催化还原脱硝技术的结合，可以实现在燃料再燃的基础上进一步降低NOx排放的目的，使之成为一个更加彻底的NOx降低技术。高级再燃的原理为在再燃区或燃尽区喷入还原剂，进一步减少NOx生成.高级再燃的技术关键是通过燃料再燃和选择性非催化还原两个阶段的协同作用，拓宽反应温度窗口，减少较窄温度窗口对选择性非脱硝效率的影响。Han选择高级再燃技术来降低生物质锅炉燃烧过程中排放的NOx，首先，仅是单纯通过优化操作条件，即可降低54%～67%的NOx;继而，继续喷入氨水、尿素、碳酸钠等还原剂，协同降低NOx的排放，可将NOx的去除率提高到85%～92%，脱硝效果非常可观。
三、结语
对烟气污染物排放指标要求不高的地区，炉内喷钙、炉外喷钙、低氮燃烧、SNCR技术是十分适用的脱硫脱硝技术;对烟气污染物排放指标要求高的地区，脱硝采用低氮燃烧、SNCR、O3氧化的组合、脱硫采用湿法脱硫的技术方案比较合适，其中脱硫脱硝一体化的技术方案更有优势。
参考文献：
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