1生物质再燃脱硝概述

再燃脱硝是应用比较普遍而且效率较高的脱硝方式。所谓再燃烧技术(ReburningTechnology)是指在炉膛(燃烧室)内设置二次燃料欠氧燃烧的NOx还原区段，以控制NOx的最终生成量的一种“准二次措施”，该技术所以也称为炉内燃料分级(区)燃烧技术。由NO的形成和破坏机理可知，已生成的NO在遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NO的还原反应。这些反应的总反应式为:

4NO+CH4→2N2+CO2+2H2O(1)

2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2→N2+2nCO2+mH2O(2)

2NO+2CO→N2+2CO2(3)

2NO+2C→N2+2CO(4)

2NO+2H2→N2+2H2O(5)

由于可燃气体燃料存在广泛的含有烃类活性物质，且含有较低或者不含S、N等元素，所以以天然气为代表的气体再燃燃料引起许多研究者的兴趣。天然气再燃也已经成功地运用在全尺寸锅炉上，并取得了50%～70％的脱硝效率。另外，其他的可燃气作为再燃燃料，进行脱硝证明也是可行的，比如石油气，石油气是石化生产过程中产生的一种副产品。既有烃类可燃气，也包含H2和CO非烃类气体。实炉应用石油气再燃还原NO现场试验表明，使用10%~20%燃料量的石油气再燃还原NO可以达到60%左右的脱硝效率。

而生物质气即生物质经过气化炉气化后产生的可燃气体。经过循环流化床生物质气化工艺是以空气与水蒸汽的混合气体为气化剂，以生物质颗粒为原料，在正压非催化条件下进行部分氧化反应，气化温度为700℃~750℃，生产以CO、H2、CH4为有效成分的燃料气。而CO、H2、CH4均为可与NO气体反应的还原性气体。

2生物质再燃脱硝在垃圾焚烧电厂的应用

2.1生物质中挥发分及碱金属对氮氧化物脱除的影响

生物质中的挥发分是指生物质中的有机质受热分解产生的可燃性气体，从表1可知生物质中含有大量的挥发分，其在再燃过程中会在极短时间内快速分解释放；释放出的挥发分在极短时间内快速反应生成未完全燃烧的烃根CHi、CO以及H2等，这些成分在还原性气氛中可还原氮氧化物；挥发分含量越多，产生的中间组分越多，对氮氧化物的脱除效率越高。其反应机理总包反应如下：

4NO+CH4→2N2+CO2+H2O（6）

2NO+2CO→N2+2CO2（7）

2NO+2C→N2+2CO（8）

2NO+H2→N2+2H2O（9）

生物质再燃燃烧后的灰分中含有钠、钾等微量元素；在再燃过程中，这些碱金属对氮氧化物的还原具有促进作用；含有碱金属的添加剂（NaOH、Na2CO3与KCl）在高温区快速气化，产生游离态碱金属，进而通过反应（10）生产大量的OH基团。以生物质中的钠离子为例，其发生NaOH→Na2O→Na→NaO→NaOH的循环反应，其中Na通过反应（10）产生大量OH基团。可见碱金属在高温环境中会促进HO根的生成，对氮氧化物的脱除效率的提高有促进作用：

M+H2O↔OH+H+M（10）

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