氮氧化物生成的四区理论

大量基础研究认为，决定氮氧化物最终排放的有四个关键的区域分别是热解着火区、主燃烧区、NO_x还原区和燃尽区，锅炉的四区燃烧如图5-1所示。

图5-1 锅炉的四区燃烧

1.热解区（第1区）

煤粉在热解区域内加热脱除挥发分，燃料氮以挥发分氮、焦炭氮、N₂的形式释放，最多可以有60%的燃料氮转化为N₂。这些N₂最终随锅炉烟气无害排放。

2.主燃烧区（第2区）

煤粉在热解区脱除挥发分后与上游来的氧气接触，挥发分和煤焦开始燃烧，在炉膛中部形成火球，煤粉整体着火后进入燃烧中期。通过合理控制过量空气系数，使得煤粉在主燃烧器区处于低过量空气燃烧状态，来降低主燃烧区的温度水平和生成氮氧化物的氧化反应速度，从而控制氮氧化物的生成量。

3.还原区（第3区）

由于过量空气系数较低，还原区生成大量的活性基团NH⁺、NH²⁺、CO等。这些活性基团具有很强的还原能力，与煤焦表面的活性C（+）共同把主燃烧区生成的大量NO_x还原为N₂，降低NO_x的最终排放。

4.燃尽区（第4区）

通过SOFA喷口把约20%～30%的二次风送入炉膛上部空间，让剩余煤粉充分燃尽。