氮氧化物是霧霾的前驅物之一，會嚴重危害人們的身體健康。采取有效措施來控制NOx排放，已成為我國改善環境工作的重中之重。電站燃煤

氮氧化物是霧霾的前驅物之一，會嚴重危害人們的身體健康。采取有效措施來控制NOx排放，已成為我國改善環境工作的重中之重。電站燃煤鍋爐脫硝技術分為爐內脫硝和爐膛后部煙氣脫硝兩大類。目前應用比較廣泛的是爐內低氮燃燒、SNCR與SCR技術的聯用，具有脫硝效果好、催化劑用量小、空間適應性強的優勢。但是目前應用中仍普遍存在由于爐內反應溫度不適宜，SNCR脫硝效率低，還原劑消耗量大、氨逃逸控制困難等缺陷。采用燃料再燃與SNCR相結合的先進再燃技術，可有效拓寬SNCR反應的溫度窗口，提高脫硝效率，脫硝效率達85%以上。
山西大學程芳琴教授針對水蒸氣對氮氧化物控制技術，包括：SNCR、再燃和先進再燃脫硝效率的影響及機理進行分析，同時對循環流化床鍋爐進行提標改造，研究水蒸氣噴入后對鍋爐實際脫硝情況的影響，為更高效利用水蒸氣、提高脫硝效率提供借鑒。

摘 要
電廠實際運行中發現，水蒸氣能夠降低選擇性非催化還原反應(SNCR)煙氣脫硝過程中脫硝劑的用量，對脫硝和燃燒產生一定的促進作用。圍繞水蒸氣在不同脫硝技術中的作用效果和反應機理，對相關文獻進行總結。研究發現，水蒸氣對SNCR脫硝、再燃脫硝以及先進再燃脫硝技術均有促進強化作用。水蒸氣的加入能促進SNCR脫硝反應中OH自由基的產生，可與NH3還原劑反應生成NH2基團，從而提高脫硝效率。水蒸氣對再燃脫硝的促進作用，主要通過提高揮發分中HCN、NH3等析出促進NO還原。添加水蒸氣可以使先進再燃技術的脫硝效率提高到80%以上，水蒸氣對生物質先進再燃脫硝與對再燃脫硝的作用機理類似，而對煤粉先進再燃作用機理不詳。綜上，水蒸氣對先進再燃脫硝的作用機理應包括對SNCR脫硝與再燃脫硝2部分的共同促進作用及2者之間的相互作用，但目前研究較少關注水蒸氣對再燃燃料的影響。應進一步研究水蒸氣對先進再燃脫硝的作用機理和操作條件，為水蒸氣在脫硝技術中的應用提供有力理論支撐。

結語與展望
1）企業NOx控制提標改造實際運行結果表明，適量水蒸氣可以降低循環流化床鍋爐運行過程中NOx的排放，并促進后續燃料燃燒。
2）大部分學者認為水蒸氣的加入可以使SNCR、再燃、先進再燃脫硝效率提高，雖然水蒸氣的最佳添加量不盡相同，但大都認為低濃度的水蒸氣對脫硝產生促進作用。
3）水蒸氣對SNCR產生促進作用的原因主要是水蒸氣的加入能夠有效促進OH基團的產生，OH基團可以與NH3發生反應生成NH2基團，NH2+NO→N2+H2O，從而提高脫硝效率。水蒸氣對再燃產生促進作用的原因主要是OH基團能夠加大揮發分、HCN、NH3等的析出，這些物質均可以與NO發生反應，對脫硝產生促進作用。水蒸氣對生物質先進再燃的脫硝機理與對再燃的脫硝機理相類似，都是通過增加OH來促進NH2的生成，從而達到脫除NO的目的。水蒸氣對煤粉先進再燃的機理尚不明晰，鮮見研究報道。
綜上所述，水蒸氣作為燃煤鍋爐的主產品，對鍋爐中燃燒和脫硝反應有促進作用，添加水蒸氣可使先進再燃技術的脫硝效率提高到80%以上。但水蒸氣添加量及添加溫度等條件對其作用效果影響很大，如果添加條件不當，反而起抑制作用，因此目前水蒸氣促脫硝的技術并未廣泛應用。有必要進一步研究天然氣(合成氣)、煤粉、煤焦、生物質不同再燃燃料作添加劑時，水蒸氣對先進再燃的作用機理，確定優化操作條件，為水蒸氣在鍋爐助燃、脫硝的實際應用提供理論基礎及數據支撐。

文章主要結構如下
1 燃煤鍋爐中水蒸氣的應用與研究
1.1 水蒸氣對煙氣中CO、CO2濃度變化的影響
1.2 水蒸氣對煙氣中NOx濃度變化的影響
2 水蒸氣對SNCR脫硝效果影響及機理研究
2.1 選擇性非催化還原（SNCR）技術
2.2 水蒸氣對SNCR脫硝效果的影響
2.3 水蒸氣對SNCR脫硝效果數值模擬研究
3 水蒸氣對再燃脫硝效果影響及機理研究
3.1 再燃技術
3.2 水蒸氣對煤粉再燃還原NO的影響
3.3 水蒸氣對生物質再燃脫硝效果的影響
3.4 水蒸氣對沼氣再燃過程中重要中間組分的影響
4 水蒸氣對先進再燃脫硝效果的影響
4.1 先進再燃技術
4.2 水蒸氣對天然氣先進再燃脫硝效果的影響
4.3 水蒸氣對生物質高級再燃脫硝效果的影響
5 結語與展望

引用格式
王菁，張瑞娉，楊鳳玲，等.水蒸氣在NOx控制技術中機理研究及應用進展[J].潔凈煤技術，2021,27(5):89-97.
WANG Jing，ZHANG Ruiping，YANG Fengling,et al.Research progress on influence mechanism and engineering application of water vapor in nitrogen oxide control technologies[J].Clean Coal Technology，2021,27(5):89-97.
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