降低垃圾焚烧炉NOx排放的方法

随着城市化进程的加快，生活垃圾产生量急剧增加，垃圾焚烧作为一种高效、减量的处理方式，被广泛应用于城市垃圾处理中。然而，垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物（NOx）排放问题日益凸显，对环境和人体健康构成潜在威胁。因此，降低垃圾焚烧炉NOx排放成为当前环保领域的重要课题。
一、NOx生成机理与影响因素
在垃圾焚烧过程中，NOx的生成主要来源于三个方面：一是垃圾中有机和无机含氮化合物在高温下与氧气发生反应；二是助燃空气中的氮气在高温条件下被氧化；三是助燃燃料（如煤、天然气等）燃烧过程中产生。影响NOx生成的主要因素包括焚烧温度、过量空气系数、燃烧停留时间等。
二、源头控制方法
源头控制是降低垃圾焚烧炉NOx排放的主要环节，主要通过优化燃烧工艺来减少NOx的生成。
空气分级燃烧技术
空气分级燃烧技术将燃烧过程分为主燃区和燃尽区。在主燃区，供给不足的空气量，使垃圾处于缺氧燃烧状态，从而抑制NOx的生成。在燃尽区，再补充空气，确保未完全燃烧的产物燃尽。这种技术可有效降低NOx的生成量，通常可降低NOx原始浓度15%~30%。
低氮燃烧器改造
采用“烟气内循环（FGR）”设计的低氮燃烧器，将部分烟气掺入一次风，降低燃烧区氧浓度和温度，从而减少NOx的生成。
精准控温技术
安装红外测温仪和智能控制系统，实时调节给料速度和风量，控制炉膛温度在850~1050℃的安全区间内，避免高温导致热力型NOx的暴增。
三、末端治理技术
末端治理是在垃圾焚烧烟气排放前，通过一系列技术手段将已经生成的NOx进行还原或吸收，从而降低其排放量。
选择性非催化还原（SNCR）技术
SNCR技术向炉膛内喷射尿素或氨水等还原剂，在850~1100℃的温度区间内将NOx还原为氮气。该技术具有投资成本低、操作简便等优点，脱硝效率可达40%~60%。
选择性催化还原（SCR）技术
SCR技术在烟气中喷入氨气，通过催化剂（如钒钛系）在180~400℃下深度脱硝。该技术脱硝效率高达80%~90%，但投资成本较高，适用于排放限值要求严格的敏感区域项目。
臭氧氧化协同脱硝技术
这是一种新兴技术，通过向烟气中注入臭氧，将难处理的NO氧化为易溶于水的NO₂、NO₃，再通过湿法脱酸塔吸收。该技术无需催化剂，无二次污染，但臭氧制备电耗较高，适合与光伏储能结合的低碳焚烧厂。
四、协同增效技术
除了源头控制和末端治理外，还可以通过协同增效技术进一步降低垃圾焚烧炉的NOx排放。
垃圾预处理提质
通过机械分选去除玻璃、金属等不可燃物，提升垃圾热值，减少助燃剂使用，从而降低NOx生成基数。同时，对高含水率垃圾进行预发酵处理，降低含水率，提高燃烧稳定性。
智能控制系统
部署数字孪生模型，实时模拟焚烧炉内流场、温度场等参数变化，预测NOx生成趋势并提前调节运行参数。这种智能化管理手段能够提高焚烧炉的运行效率和环保性能。
五、总结与展望
降低垃圾焚烧炉NOx排放是一个系统工程，需要综合考虑源头控制、末端治理和协同增效等多个方面。随着环保法规的日益严格和技术的不断进步，未来将有更多高效、经济的降氮技术应用于垃圾焚烧领域。同时，加强跨学科合作、推动产学研深度融合也是促进垃圾焚烧炉降氮技术发展的关键。相信在不久的将来，我们能够实现垃圾焚烧过程的超低排放甚至零排放目标，为构建美丽中国贡献更多力量。