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按照國務院的部署，2017年4月1日起，北京市將對燃氣鍋爐排放的氮氧化物濃度實施更為嚴苛的最新標準，目前燃氣鍋爐新建的，氮氧化物排放必須低于80毫克/立方米氮氧化物，在用的必須低于150毫克/立方米;自2017年4月1日起，新建鍋爐必須低于30毫克/立方米，在用的必須低于80毫克/立方米。據悉，此指標已接近于歐洲目前平均水平，而現(xiàn)行的標準則限定在200毫克/立方米以下，相比之下則要嚴苛得多。

結合新標準實施，我們也整理了八種降低煙氣氮氧化合物的改造方法介紹給供熱，以便企業(yè)參考。

一、煙氣再循環(huán)

煙氣再循環(huán)這項技術現(xiàn)在已被廣泛采用，它通過提取一部分通向空氣預熱器的煙氣，使其在爐內被第二次利用，利用惰性氣體能夠帶走一部分熱量并降低爐內氧濃度，從而達到控制火焰溫度，使燃燒不至于太快，這樣氮氧化物的產生也會變少。煙氣再循環(huán)的效率很高，每回收五分之一左右的煙氣，氮氧化物的排放量可以減少四分之一。這是比較常用的消除氮氧化物的方法，不過它的缺點是需要上述很獨特的設備群，且要占用很大的場地面積。

二、空氣分級燃燒

空氣分級燃燒這項技術發(fā)展成熟，被采用的也很多。這種方法的原理是，把燃燒的過程分成幾個進程，第一步是控制主燃燒器中的空氣流量汽油報警器，空氣進入爐膛的時候留下四分之一左右，這個值是理論總量的五分之一左右，此時燃料的燃燒得不到充分的氧氣，氮氧化物產生量自然也不多。之前剩余下來的空氣在燃料不完全燃燒完成后通過主燃燒器頂端的空氣輸送口進入爐膛，與燃燒后的煙氣混合再次燃燒，最終燃料還是完全燃燒了，可是氮氧化物因產生條件不足導致產生量減少。這種方法的優(yōu)點是在成功率高，經過一次分級燃燒，氮氧化物的排放量可以減少三成，并且在降低排放物的同時還可以促進燃料的完全燃燒。

三、燃料分級燃燒

燃料分級燃燒的原理來自于氮氧化物的化學特征，氮氧化物與烴基加上一氧化碳、氫氣、碳等在一定條件下，發(fā)生反應變回氮氣。根據這一特征，可以將大部分的燃料導入一級燃燒區(qū)，在充分燃燒的情況下產生氮氧化物，剩下少量的燃料導入二級燃燒區(qū)，在不充分燃燒的情況下生成上述還原能力很強的氣體，然后再將這兩股氣體混合使其反應產生氮氣。這種方法的優(yōu)點是效率非常高，一次反應可以使排放量降低一半左右，并且通過反應還可以起反饋作用，抑制氮氧化物的再生。燃料分級燃燒與空氣分級燃燒相比可以獲得更好的的清除效果，但這是建立在更難操作的前提下，組織好燃燒過程，對于燃料分級燃燒是至關重要的。

四、選擇性催化還原法

選擇性催化還原法的原理是，在催化劑的作用下氮氧化物，使用可以與氮氧化物(主要是一氧化氮)發(fā)生還原反應，而不與其他氣體發(fā)生反應的的還原劑來生成氮氣。最常用的還原劑是氨氣，配合的催化劑是205號二氧化鈦，整個反應過程在氧氣充足的情況下進行。在氧化物質存在的條件下，只有選擇性催化還原法能夠有效地消除一氧化氮。這種針對性的降低一氧化氮排放的方法，在理論情況下(氨氣量選擇非常精準、催化劑活性非常好)，降低率可以達到九成。不過在實際情況中，由于氨氣的控制量需要人工來操作，與理論值偏差量較大，導致氮氧化物的再生，實際降低量往往在七成左右，不過這仍然是一個非常可觀的數字。這種方法的優(yōu)點除了上面所說的外，還有環(huán)境溫度控制很低、催化劑安全無危害、工作設備經久耐用等等。它的缺點是:氨水對一般管道具有腐蝕性，所以采用該方法需要選擇特別的管道，極大地增加了預算;氨水本身具有污染性，如果用量控制不當，產生的危害甚至不遜于氮氧化物;操作過程對工人的能力要求很高。

五、催化分解法

催化分解法的原理是通過選用有效的催化劑，使得一氧化氮可以分解成氮氣加氧氣。這種方法需要選擇合適高效的催化劑，催化劑選擇恰當，反映能夠非常徹底的進行。因此選擇催化劑成為了這個方法的關鍵，常用的催化劑有金屬氧化物、某些特殊復合氧化物以及特定條件下的分子篩這幾種。這種方法的優(yōu)點是工作條件簡單，投入成本低，前景被很多專家看好。這項技術已經被研究了很長時間，但科學家們對進展仍然不滿意，原因是目前的催化劑效果不是很高效，與理論所達到的要求還有不小的差距。尋找更好更高效的催化劑已經成為現(xiàn)階段催化分解法研究的重點，另外還可以期許有突破的地方是工藝過程可以得到改進，相信憑著工作者對這項方法的投入，將來一定會更加完善，并成為清除氮氧化物的最主流方法。

六、等離子體治理法

等離子體治理法的原理是通過使用電子加速器生成高能量電子束，直接射向鍋爐排放的煙氣，高能電子束和煙氣中氧化氣體反應，將氣體中的氧分子和水分子分離和電解成不平衡狀態(tài)的等離子體，此反應中能形成很多活性粒子，通過它們與有害氣體發(fā)生反應，將氣體中所含的氧去掉。這項技術雖然現(xiàn)在還不算非常成熟，但在世界各地都引起了廣泛的重視氮氧化物，近年發(fā)展迅速。這種方法的優(yōu)點是不光能去除氮氧化物，其它有氧污染氣體都可以得到非常好效果的清除，各種氣體的清除效率都能達到近九成。這種方法的缺點是效率不高，如果電子能量低于一定值，將不再具有分離和電解的能力，使反應趨于停止;設備造價較高且維護起來比較困難;設備需要占用較大面積的地方，對于小工廠是個挑戰(zhàn)，另外反應產生的輻射也沒法擋住，對周圍的居民健康造成威脅。

七、液體吸收法

液體吸收法也是利用了氮氧化物的化學性質，利用酸堿中和的原理(氮氧化物具有酸性)，通過選取特定的堿性液體吸與氮氧化物發(fā)生反應，起到消除的作用。通常采用的堿性液體有:水、硝酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液等等。這幾種物質在生活中都很常見，因此該方法具有投資較低的特點，另外還具有工藝簡單，原料來源眾多，反應過程安全環(huán)保等優(yōu)點。該方法的缺點是效率不高新型氣體報警器，需要消耗較多的能源，吸收廢氣后的溶液難以處理經過反應后的溶液本身也具有一定的污染能力，它的處理又成為一個新的難題，另外各種材料都不很常見，購買的費用不菲，處理含有大量氮氧化物的煙氣時效果不太好。

八、生物處理法

生物處理法是近些年隨著生物技術的不斷發(fā)展而產生的，它的原理是選擇生命活動中可以把氮氧化物轉化成氮氣等無污染的微生物，將它們的細胞質提取出來，大量收集用于人工反應。雖然這項技術很先進，但該反應有先天缺陷，在正常情況下，反應過程不能在大氣中完成，因此需要先將氣態(tài)的氮氧化物添加到液態(tài)或是固態(tài)的環(huán)境中。一般采用的是將氮氧化物添加到生物濾塔填充表面的特殊膜中，氣體通過擴散深入里面豐富的微生物組織內。之后氮氧化物被微生物細胞按照自身的生理過程慢慢反應掉。這種方法的優(yōu)點是，投入成本不高，不需要太多的人工操作。微生物處理法如今還在繼續(xù)研究階段，旨在改善該方法所存在的缺陷，比如填料塔里面的環(huán)境不容易控制、微生物大量培養(yǎng)速度慢和加料時易堵住進口等等這些問題都在研究當中，隨著研究工作的展開和深入，這項技術終究會取得非常好的效果。

總結

除了以上比較常用或比較為人熟知方法外，還有一些方法或是比較由于要求高導致比較冷門、或是現(xiàn)階段技術還不夠成熟，如非催化選擇性還原法、吸附法等等，以上各種方法用于降低煙氣氮氧化物都取得了不錯的效果，而且用于該功能的方法還在不斷地被發(fā)掘。不管方法是基于什么原理，它們的目的都只有一個，那就是為了環(huán)境不遭受破壞，為了人們的生活環(huán)境更加美好。

本文參考資料:

談改善鍋爐燃燒條件降低煙氣中的氮氧化物(白曉軍,王智磊,郝強,楊乃剛)科學之友(B版),2005年02期

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