一般而言，煤粉高效燃烧技术与低NOx（氮氧化物）燃烧技术是互相矛盾的两种技术。降低NOx生成与排放根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率，协调好这两种技术的应用使之达到综合最佳效果，要求对煤粉燃烧的全过程加以控制。既能够保证煤粉着火的稳定性，又有较低的燃烧温度，同时有足够长的并在一定温度下的燃烧时间保证燃尽，目前世界上较先进的燃烧技术基本兼顾了这些因素，其中以直流燃烧器为主的有：ABB-CE公司利用一次风弯头的惯性分离作用，在弯头出口中间设置有孔隔板，将煤粉气流分成上浓下淡两段气流，形成上浓下淡煤粉燃烧器，并在喷口处装有轴向距离可调整的V形钝体，通过合理组织二次风，达到了稳定、高效、低NOx排放的燃烧效果；日本三菱重工（MHI）开发了PM型燃烧器，利用弯头的离心作用，把一次风分成上浓下淡两股气流，同时采用烟气再循环和炉内整体分级燃烧技术，也达到了较好的效果。

以旋流燃烧器为主的有：FW公司利用旋风子使进入主燃烧器的一次风浓度增加，降低一次风速以保证煤粉气流着火稳定性，并控制NOx的生成量；有较多工业应用的还有B&W公司的PAX型旋流煤粉燃烧器、日本IHI公司的宽调解范围旋流煤粉燃烧器、德国斯坦米勒公司多级分级供风旋流燃烧器等。上述这些工业产品均能够保证NOx排放量在400 mg/Nm3以下，并具有较高的燃烧效率。目前国外正在开发的低NOx燃烧技术可以控制NOx生成量在200mg/Nm3左右，已达到了比较高的水平。但由于世界上很多先进国家对NOx排放规定了严格的标准，仅靠改进和提高燃烧技术难以达到NOx控制值，因而有些锅炉机组在尾部增设了烟气脱硝装置。

我国近年来也开发了很多低NOx燃烧技术，具有代表性的是浓淡煤粉燃烧器，包括水平浓淡、上下浓淡直流燃烧器，旋流燃烧器和可控浓淡旋流煤粉燃烧器等。但由于我国存在煤种多变等问题，这些技术在应用中遇到了一些问题，采用国外类似技术制造的燃煤机组也遇到了同样的问题。通过努力，最近针对褐煤锅炉已开发并已工业应用了具有一定煤种自适应性的低负荷稳燃低NOx排放成套燃烧技术，可以控制NOx排放量在400 mg/Nm3以下，燃烧效率在99％以上，比较先进。

燃煤电站对环境的污染是十分严重的。目前世界上大多数燃煤电站对粉尘和二氧化硫的排放已有相当成熟的控制和处理技术，但对如何减少另一种污染物——NOx的排放仍在进一步深入研究之中。目前降低NOx的排放比较成熟的办法是采用分级燃烧和烟气再循环燃烧等技术。

1.低过量空气燃烧

如果使煤粉燃烧过程接近理论空气量，则由于烟气中过氧量的减少，将有效地抑制NOx的生成。显然这是一种最简单的降低NOx排放量的方法。一般来说，采用低过量空气燃烧可以降低NOx排放量15％～20％。值得注意的是，采用这种方法有一定的限制。如炉内氧的浓度过低，例如低于3％时，将造成CO浓度急剧增加，从而大大增加化学未完全燃烧损失；同时飞灰含碳量也会增加，这些都会使燃烧效率降低；还有引起炉壁结渣和腐蚀的危险。因此在设计和运行锅炉和窑炉时，应选取最合理的过量空气系数，避免出现为降低NOx排放量而产生的其他问题。

2.空气分级燃烧(www.daowen.com)

空气分级燃烧是目前国内外燃煤电厂采用最广泛、技术上也比较成熟的低NOx燃烧技术。空气分级燃烧的基本原理是，将燃料的燃烧过程分阶段来完成。在第一阶段，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70％～75％（相当于理论空气量的80％左右），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧，此时由于过量空气系数小于1，因此降低了该燃烧区内的燃烧速率和温度水平，抑制了NOx在这一燃烧区中的生成量。为了完成全部燃烧过程，完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口（称为“火上风”喷口）送入炉膛，与在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合，在过量空气系数大于1的条件下完成全部的燃烧过程。图1-2即为空气分级燃烧原理的示意图。实践表明，采用空气分级燃烧的方法可以降低NOx排放量15％～30％。

图1-2　空气分级燃烧原理的示意图

3.燃料的分级燃烧

燃料的分级燃烧与空气分级燃烧类似，它是先将80％～85％的燃料送入第一级燃烧区，使之在过量空气系数大于1的条件下燃烧，并生成NOx；其余的15％～20％的燃料则在主燃烧器的上部送入第二级燃烧区，在过量空气系数小于1的情况下形成很强的还原气氛，从而使得在第一级燃烧区中生成的NOx在第二级燃烧区中被还原成氮分子（N2）；与此同时，新的NOx的生成也受到了抑制，采用此法可使NOx的排放浓度降低50％。通常将进入第一级燃烧区的燃料称为一次燃料，送入第二级燃烧区的称为二次燃料，第二次燃烧区又称为再燃区。不过为了保证再燃区中生成的未完全燃烧产物能够燃尽，通常在再燃区上方还需布置“火上风”喷口，以形成第三级燃烧区，即燃烬区。

4.烟气再循环

除了利用空气和燃料分级燃烧降低NOx排放量外，目前还采用烟气再循环来减少NOx的排放，它是在锅炉尾部空气预热器前抽取一部分低温烟气，或直接送入炉膛，或与一次风或二次风混合后再送入炉膛。这样不但可以降低进入炉膛的氧气浓度，而且可以降低燃烧温度，这些都有利于抑制NOx的生成。经验表明，当烟气再循环率为15％～20％时，煤粉炉NOx的排放量可降低25％左右。