NO进行还原反应，以及燃料N分解成中间产物（如NH、CN、HCN和NH3等）相互作用或与NO还原分解，抑制了“燃料”NOX的生成：
2CO+2NO→2CO2+N2 (2-4) NH+NH→N2+H2 (2-5) NH+NO→N2+OH (2-6) 在二级燃烧区内，将燃烧用的空气的剩余部分以二次空气输入，成为富氧燃烧区。此时空气量虽多，一些中间产物被氧化成NO：
CN+O2→CO+NO （2-7） 但因火焰温度低，NOX生成量不大，因而总的NOX生成量是降低的，最终空气分级燃烧可使NOX生成量降低30%～40%。
图2-3表示空气不分级和分级燃烧时最高火焰温度（温度峰值）的变化。由图可见，当采用空气分级燃烧后，火焰温度峰值明显比不采用空气分级燃烧时降低，故“热力”NOX降低。
图2-3 空气不分级和分级燃烧是火焰温度比较
尽管空气分级燃烧弥补了简单的低过量空气燃烧所导致的未完全燃烧损失和飞灰含碳量增加的缺点，但是，若两级的空气比例分配不合理，或炉内的混合条件不好，则会增加不完全燃烧引起的损失；同时，
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煤粉炉一级燃烧区能的还原性气氛将导致灰熔点降低而一起结渣和受热面腐蚀。 2.2.2 燃料分级燃烧
燃料分级燃烧法(Fuel Staging)又叫再燃烧法,该方法将燃烧分成三个区域:一次燃烧区域是在燃烧室的下部,送入80% ~85%的燃料,并以过量空气系数α＞1.05配置空气进行燃烧,生成NO、CO、H2O、O2和灰分等,称为一级燃烧区。在一级燃烧区的上部(火焰的下游)的第二燃烧区内,把其余的15% ~20%的燃料喷入,在此区内燃烧过程是在还原气氛(α＜1)下进行的,生成碳氢化合物基团CH等,这些基团把一次燃烧区中生成的部分NO还原成N2,在二次燃烧区内,有70% ~90%的NO被还原成N2,通常此区称为再燃区。然后,在第三燃烧区(称为燃尽区),再把燃烧所需的其余空气送入,在该区把残余的可燃物烧完。燃料分级燃烧法可以使NOx减排50%或以上。和空气分级燃烧相比,燃料分级燃烧的燃尽率与降低NOx浓度的矛盾更加突出,由于燃料在燃尽区的停留时间更短,选择再燃区内的过量空气系数(α2)和利用“火上风”,组织好燃尽区的燃烧过程,以获得较高的燃尽率显得更为重要。 2.2.3 低过剩空气燃烧（LEA）
低过剩空气燃烧也叫低氧燃烧，就是使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行。低过剩空气燃烧运行具有重要意义之点就是从能量守恒的观点出发，再低过剩空气范围的条件下运行，可使用较少的燃料。因此，可以认为，低过剩空气运行可以作为减少氮氧化物的形成和燃料消耗量的基本改进燃烧方法之一。对于煤粉锅炉，要实
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现低氧燃烧，必须准确控制各燃烧器的燃料与空气均匀分配，并使炉内燃料和空气平衡；必须减少漏风，监控和控制炉内含氧量与CO含量。
2.2.4 烟气再循环
除了空气和燃料分级降低NOX的排放量之外，目前使用较多的还有烟气再循环法。烟气再循环法(Flue Gas Recirculation简称FGR)的过程是让一部分温度较低的烟气直接送入炉内或与燃烧用的空气混合,使燃烧区内惰性气体含量增加,因烟气吸热和稀释了氧气的浓度,使燃烧速度和炉内温度降低,达到降低NOX浓度的目的。烟气再循环技术，其核心在于利用烟气所具有的低氧以及温度较低的特点，将部分烟气再循环喷入炉膛合适位置，降低局部温度及形成局部还原气氛，从而抑制NOX的生成。烟气再循环法降低NOX排放的效果与燃料种类及烟气再循环率有关。图2-4为NOX的降低率与烟气再循环率的关系。由图可见，NOX的降低率随着烟气再循环率的增加而增加，并且与燃料种类和炉内燃烧温度有关，燃烧温度越高，烟气再循环率对NOX降低的影响越大。
图2-4 NOX降低率与再循环率的关系
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1—煤气与轻油；2—重油炉或液态排渣煤粉炉
3—固态排渣煤粉炉
2.2.5 低NOx燃烧器
燃烧器是锅炉设备的重要部件,它保证燃料稳定着火、燃烧和燃料的燃尽等过程;另一方面,从NOX的生成机理看,占NOX绝大部分的燃料型NOX是在煤粉的着火阶段生成的。因此,通过特殊设计的燃烧器结构,以及通过改变燃烧器的风煤比例,可以将其它降低NOX的原理用于燃烧器,以尽可能地降低着火区氧气的浓度,适当降低着火区的温度,达到最大限度抑制NOX生成的目的。 2.2.6 浓淡偏差燃烧
浓淡偏差燃烧是近几年国内外采用的一种降低锅炉燃烧排放NOX的燃烧技术。此法原理是对装有两个燃烧器以上的锅炉，使部分燃烧器供应较多的空气（呈贫燃料区），即燃料过淡燃烧；部分燃烧器供应较少的空气（呈富燃料区），即燃料过浓燃烧。无论是过浓或者过淡燃烧，燃烧时α都不等于1，前者α＞1，后者α＜1，故称为偏差燃烧。
综上所述,各种低NOX燃烧技术是降低燃煤锅炉NOX排放最主要也是比较经济的技术措施。但在一般情况下,这些措施最多只能达到50%的减排率。当要求更高的减排率时,就要考虑采用尾部烟气脱氮的技术措施。
2.2.7 烟气处理NOX技术
烟气处理NOX技术可分为:催化还原法、液体吸收法和吸附法三大类。所谓催化还原法是在催化剂作用下,利用还原剂将NOX还原为
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无害的N2。这种方法虽然投资和运转费用高,且需消耗还原剂和燃料气,但由于对NOX的脱除效率很高,设备紧凑,故在国外得到了广泛应用,并受到越来越多的重视。液体吸收法是用水或者其它溶液吸收烟气中的NOx,该法工艺简单,能够以硝酸盐等形式回收N,从而进行综合利用,但是吸收效率不高。吸附法是用吸附剂对烟气中的NOX进行吸附,然后在一定条件下使被吸附的NOX脱附回收,同时吸附剂再生。此法的脱氮率很高,并且能回收利用,但一次性投资很高。下面主要介绍催化还原法:催化还原法可分为选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)和非选择性催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction,简称SNCR) (1)选择性催化还原法(SCR)
以还原剂为NH3为例,选择性催化还原法是指在催化剂的作用下,NH3优先和NO发生反应,而不单独先和烟气中的氧气反应。如果不用催化剂,NH3与NO的反应需要900~1000℃高温,而且即使是在NH3/NO=2(摩尔比)的条件下,脱氮率也不过30% ~50%,还会残留大量未反应的NH3。使用的催化剂类型可分为贵金属、金属氧化物及沸石等。目前,工业上使用的催化剂为V2O5担载在TiO2上(如V2O5/TiO2、V2O5-WO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2)。在化学计量比NH3/NO=1. 0~1. 1,温度区间为300~450℃,反应空速为2 000~5 000hr-1的条件下,NOx的脱除率在80% ~95%。主要反应方程式为：
4NO + 4NH3+ O2→4N2+ 6H2O （2-8） 由于NH3-SCR方法抗SO2中毒能力较强,催化剂性能稳定,因此,
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