天然气低氮氧化物燃烧研究进展与展望

相比于其他化石燃料,天然气燃烧所生成的污染物较少,但NOx排放量仍然较多.随着我国天然气消费量的逐年增加,降低NOx的排放量成为人们普遍关注的重要课题.文章简述了天然气燃烧过程中的NOx生成和还原机理,综述了几种不同低氮燃烧技术的减排效果及研究进展,对比分析了各项低氮燃烧技术的动力学原理及其优缺点,最后展望了天然气低氮燃烧的研究趋势.天然气燃烧生成的NOx主要是热力型NOx,针对热力型NOx的生成机理,减少NOx排放的有效手段包括降低燃烧温度、控制氧气浓度,缩短反应物在高温区的停留时间等.由此发展出了分级燃烧、贫燃预混燃烧、烟气再循环、MILD燃烧和催化燃烧等低氮燃烧技术.其中,分级燃烧、烟气再循环等技术已广泛应用在工程实践当中.这些技术都是通过营造不利于NOx生成的反应气氛来控制NOx排放,但同时这些措施也会引起燃烧不稳定、燃烧效率低等问题.因此,低氮燃烧、稳定燃烧以及燃料完全燃烧之间的协同研究将是今后的研究方向.MILD燃烧、催化燃烧等新兴技术具有优良的低氮燃烧特性,但其反应机理还有待进一步研究.降低MILD燃烧的形成条件、开发高活性和高稳定性的催化剂仍是目前的研究重点.