1. 概述
氮氧化物(NO_x)是造成大氣污染的主要污染源之一。通常所說的NO_x有多種不同形式：N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和 N₂O₅，其中NO和NO₂是重要的大氣污染物，另外還有少量N₂O。我國氮氧化物的排放量中70％來自于煤炭的直接燃燒，電力工業(yè)又是我國的燃煤大戶，因此火力發(fā)電廠是NOx排放的主要來源之一。
在煤的燃燒過程中，NO_x的生成量和排放量與燃燒方式，特別是燃燒溫度和過量制氧設(shè)備系數(shù)等密切相關(guān)。燃燒形成的NOx可分為燃料型、熱力型和快速型3種。其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不計(jì)。
(1)熱力型NOx，指空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸蒒Ox。當(dāng)爐膛溫度在1350℃以上時(shí)，空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卤谎趸蒒Ox ,當(dāng)溫度足夠高時(shí),熱力型NOx 可達(dá)20 %。過量空氣系數(shù)和煙氣停留時(shí)間對(duì)熱力型NOx 的生成有很大影響。
(2) 燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在燃燒過程中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化而生成NOx。其生成量主要取決于空氣燃料的混合比。燃料型NOx約占NOx總生成量的75%～90%。過量空氣系數(shù)越高, NOx的生成和轉(zhuǎn)化率也越高。
(3)快速型NOx，指燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)如CH等反應(yīng)生成NOx。主要是指燃料中碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高的區(qū)域燃燒時(shí)所產(chǎn)生的烴,與燃燒空氣中的N₂ 發(fā)生反應(yīng)，形成的CN和HCN繼續(xù)氧化而生成的NOx。在燃煤鍋爐中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳?xì)淙剂蠒r(shí)才予以考慮。
在這三種形式中，快速型NOx所占比例不到5％；在溫度低于1300℃時(shí)，幾乎沒有熱力型NOx。對(duì)常規(guī)燃煤鍋爐而言，NOx主要通過燃料型生成途徑而產(chǎn)生。
控制NOx排放的技術(shù)可分為一次措施和二次措施兩類：
一次措施是通過各種技術(shù)手段降低燃燒過程中的NOx生成量；
二次措施是將已經(jīng)生成的NOx通過技術(shù)手段從煙氣中脫除。
在還原劑的接收和儲(chǔ)存系統(tǒng)中，尿素一般采用50%的水溶液,可直接噴入爐膛。由于尿素的冰點(diǎn)僅為17.8e℃。因此，制氧設(shè)備較冷的季節(jié)應(yīng)對(duì)尿素溶液進(jìn)行加熱和循環(huán)。尿素可采用固體顆粒運(yùn)輸，制氧設(shè)備但在廠內(nèi)必須設(shè)置溶解裝置。與氨系統(tǒng)相比，尿素系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):尿素是一種無毒、低揮發(fā)的液體，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面比氨更加安全；此外，尿素溶液噴入爐膛后在煙氣中擴(kuò)散較遠(yuǎn)，可改善大型鍋爐中vpsa制氧設(shè)備吸收劑和煙氣的混合效果。由于尿素的安全性和良好的擴(kuò)散性能，采用尿素的SNCR系統(tǒng)多在大型鍋爐上應(yīng)用。