1、風(fēng)量配比的影響

送風(fēng)配置主要包括一二次進(jìn)風(fēng)口的位置排布以及二次風(fēng)比例的設(shè)置。在送風(fēng)位置排布上，一次風(fēng)大部分是從燃燒室(爐膛)底部進(jìn)入，提供生物質(zhì)熱解氣化和固定碳燃燒所需要的氧氣。二次風(fēng)通常從距離爐排上方一定高度的二次進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入燃燒室，主要提供揮發(fā)分燃燒所需的氧氣。在生物質(zhì)顆粒燃燒器爐膛中部送二次風(fēng)的情況最好，比爐膛尾端和燃燒器出口送風(fēng)更能增加氧氣流與火焰的混合擾動(dòng)，CO的燃燒更加充分。Pawlak-KruczekH等研究富氧燃燒環(huán)境下生物質(zhì)混煤煙氣排放特性，發(fā)現(xiàn)NOx的排放主要受燃料中揮發(fā)分含量、空氣分布以及鍋爐或燃燒器配置的影響。在富氧燃燒環(huán)境OEA30(30％O2／70％CO2)下研究生物質(zhì)燃燒煙氣排放特性時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧氣加入到富氧燃燒室的一次進(jìn)風(fēng)口時(shí)，產(chǎn)生更低的SO2和NOx的排放量。當(dāng)氧氣加入到富氧燃燒室的二次進(jìn)風(fēng)口時(shí)，有更多的揮發(fā)分析出氧化，產(chǎn)生更多的SO2和NOx排放量。因此針對(duì)不同燃燒器合理設(shè)計(jì)送風(fēng)口的位置，對(duì)有效減少煙氣污染物的排放十分重要。

二次風(fēng)比例是指二次進(jìn)風(fēng)量與總風(fēng)量的比值。二次風(fēng)比例過大容易造成一次風(fēng)不足，揮發(fā)分析出受到影響。如果比值過小，就會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)分與二次風(fēng)混合效果差，發(fā)生缺氧燃燒，同樣會(huì)有污染。羅小金研究生物質(zhì)顆粒燃燒時(shí)一、二次風(fēng)量配比率對(duì)煙氣中CO濃度的影響，結(jié)果表明：隨著一、二次風(fēng)量配比率在30％～60％增加時(shí)，CO生成量先減少后增大，NOx的生成量先增加后減少，在配比率達(dá)到50％時(shí)，CO的生成量達(dá)到最小值505mg／Nm3，此時(shí)的工況最佳，氧量既能保證與燃料的充分燃燒又不降低爐內(nèi)溫度。楊國(guó)鋒研究生物質(zhì)顆粒燃燒煙氣排放特性時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著二次風(fēng)比例在0.3～0.7增加，CO濃度呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢(shì)，NOx含量呈現(xiàn)先降低后增加又降低再增加的“W”形變化趨勢(shì)。在二次風(fēng)比例為0.3時(shí)，CO含量出現(xiàn)最大值193mg／Nm3，此時(shí)揮發(fā)分較多，而通入風(fēng)量較少，含量嚴(yán)重不匹配。在二次風(fēng)比例為0.7時(shí)，NOx的含量達(dá)到最大值71.8mg／Nm3。在二次風(fēng)比例達(dá)到0.4時(shí)，煙氣中CO含量波動(dòng)最小并達(dá)到最小值65mg／Nm3，NOx的含量也達(dá)到最小值9.2mg／Nm3。Kortelainen M等研究分批輸送燃燒的鍋爐時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)二次風(fēng)量減少，不完全燃燒會(huì)加劇，CO排放量增加。在充分燃燒情況下，增加二次風(fēng)量同時(shí)減少一次風(fēng)量會(huì)顯著降低CO以及顆粒物的排放。總之，二次風(fēng)比例在適當(dāng)范圍內(nèi)增加時(shí)有利于減少煙氣中污染物的排放。

新型送風(fēng)配置能有效減少煙氣污染物的產(chǎn)生。Ndibe C等提出空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，將下降管反應(yīng)器分級(jí)送風(fēng)，將燃燒室分為富燃料區(qū)(缺氧)和貧燃料區(qū)(富氧)。在缺氧區(qū)，析出的揮發(fā)分(NH3、HCN)得不到充分的氧氣而轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，之后的富氧區(qū)充分燃燒未燃盡的碳?xì)浠衔铩esserer A等提出了熱回收燃燒技術(shù)，從生物質(zhì)燃燒廢氣中回收熱量，熱量回收率有75％～90％，而且微粒沉積效率達(dá)到95％，有效地減少了煙氣中顆粒物的排放。

2、過量空氣系數(shù)的影響

過量空氣系數(shù)是指燃燒過程中單位質(zhì)量燃料實(shí)際消耗的空氣量與理論需要消耗的空氣量之比，也是衡量總體燃燒效率的一個(gè)重要指標(biāo)。過量空氣會(huì)將燃燒堆中的熱量帶到燃燒室外，如果過量空氣系數(shù)過大，不僅減低爐膛溫度而且將大部分揮發(fā)分直接帶人煙道導(dǎo)致煙氣中污染物排放過高，如果過量空氣系數(shù)過小，又會(huì)出現(xiàn)可燃?xì)怏w不完全燃燒同樣會(huì)增加污染物的排放。顆粒燃燒爐CO與NO的生成都明顯受到過量空氣的影響，對(duì)于每一種燃燒器總能找到最優(yōu)的過量空氣區(qū)間范圍以保證CO與NO的排放量最低。

Roy MM等研究發(fā)現(xiàn)CO的排放主要受燃燒器內(nèi)混合氣濃度、燃燒溫度以及燃?xì)庠谌紵齾^(qū)滯留時(shí)間等影響，過量空氣系數(shù)越大，缺氧燃燒現(xiàn)象越容易被改善，生物質(zhì)成型燃料燃燒排放的CO量越低。楊國(guó)鋒在研究生物質(zhì)顆粒燃料燃燒時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著過量空氣系數(shù)在2.3～2.7增加，煙氣中CO的含量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，當(dāng)過量空氣系數(shù)為2.6時(shí)，CO含量達(dá)到最小值107mg／Nm3，NOx含量也達(dá)到最小值53mg／Nm3。但有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)煙氣中NOx含量隨著過量空氣系數(shù)的變化不大。Roy MM等發(fā)現(xiàn)過量空氣對(duì)于草制成型燃料燃燒排放的NOx量影響不大。在顆粒物的排放上，張學(xué)敏等研究發(fā)現(xiàn)隨著過量空氣系數(shù)的改變，玉米稈、棉稈、木質(zhì)燃料的顆粒物數(shù)量濃度都呈現(xiàn)單峰分布，質(zhì)量濃度都呈現(xiàn)雙峰分布。Johansson LS等在生物質(zhì)成型燃料燃燒實(shí)驗(yàn)中，得出顆粒物排放的質(zhì)量濃度隨著過量空氣的增加而增加的結(jié)論。綜上所述，過量空氣系數(shù)對(duì)CO的排放影響較為明確，不宜過大或過小，但是對(duì)NOx以及顆粒物的排放影響還有待深人研究。

3、進(jìn)氣流速的影響

進(jìn)氣流速是指單位時(shí)間內(nèi)通過燃燒室的空氣體積大小?？諝饬魉龠^大或過小都會(huì)引起煙氣污染物含量的增加?？諝饬魉僭黾樱瑩]發(fā)分和空氣的混合時(shí)間減少且爐溫降低，NOx的排放量減小，煙度也下降。但是過高的空氣流速會(huì)夾帶出底部的灰粒，增加木質(zhì)成型燃料燃燒排放的顆粒物質(zhì)量濃度。有研究發(fā)現(xiàn)在較高溫度(＞900℃)環(huán)境下，減少空氣流速，可明顯降低NO的排放量。

空氣流速和進(jìn)料速率共同影響煙氣中污染物的排放。趙欣等研究木質(zhì)顆粒燃燒煙氣排放特性時(shí)發(fā)現(xiàn)在小負(fù)荷(進(jìn)料量3kg／h)下，空氣流速(7～8m／s)增加時(shí)，揮發(fā)分和空氣的混合時(shí)間減少且爐溫降低，NO生成量減少，但在高負(fù)荷(5kg／h)下，NO的生成量均隨空氣流速的增加而增加?？梢姡C合考慮空氣流速與進(jìn)料速率才能找到較優(yōu)的工況。

4、氧氣濃度的影響

氧氣濃度對(duì)NO以及顆粒物的排放有很大影響。氧氣濃度增加時(shí)，燃燒氣氛的氧化性更強(qiáng)，使得揮發(fā)分N更容易向NO轉(zhuǎn)變。劉海澤在富氧條件下燃燒稻殼和秸稈，發(fā)現(xiàn)隨著氧氣體積分?jǐn)?shù)的增多，兩種生物質(zhì)顆粒的NO釋放量也增加，所以相對(duì)低的氧氣體積分?jǐn)?shù)有利于抑制NO的生成。陳國(guó)華等用工業(yè)鍋爐使用較多的木質(zhì)成型燃料作為研究對(duì)象，結(jié)果表明在溫度較高(＞900℃)時(shí)，減少空氣量的供給，可明顯降低NO排放量和燃料N轉(zhuǎn)化率。Pawlak-Kruczek H等發(fā)現(xiàn)富氧燃燒環(huán)境下的氧氣濃度越大，SO2的排放量越大。在煙氣顆粒物的排放上，高氧氣濃度反而有利于減少煙氣中的顆粒物含量。vi-cente ED等發(fā)現(xiàn)給流化床反應(yīng)器提供高濃度的氧氣能形成較低的PM2.5排放。因此，一般情況下，增大氧氣濃度，NO排放量會(huì)增加，而顆粒物的排放量會(huì)減少。

當(dāng)使用混合燃料燃燒時(shí)發(fā)現(xiàn)，氧氣濃度過多或過小，煙氣中NOx的排放量都會(huì)較低。謝敬思在爐溫900℃的富氧燃燒環(huán)境下研究各生物質(zhì)(稻稈、麥稈、玉米稈)與煤30％配比混合燃燒時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著氧氣濃度在21％～50％范圍提高，SO2與NO生成量以及轉(zhuǎn)化率均增大。孫俊威等使用稻殼與松木屑混合燃燒時(shí)發(fā)現(xiàn)，生成的NOx排放量隨著氧氣濃度(2％一7％)的增加而增加。因此，應(yīng)在中間范圍內(nèi)尋找最少污染物排放量的氧氣濃度。

氧化氛圍對(duì)生物質(zhì)燃燒煙氣污染物(CO)排放也會(huì)產(chǎn)生影響。劉海澤研究爐溫900℃環(huán)境下的木屑顆粒和稻殼顆粒燃燒煙氣排放特性時(shí)發(fā)現(xiàn)O2／N2的氣氛下幾乎不生成CO，而在O2／CO2的氣氛下，生成大量的CO，但是O2／N2的氣氛下NO釋放總量遠(yuǎn)高于O2／CO2的氣氛。所以采用O2／N2燃燒有助于減少煙氣中CO的排放量，采用O2／CO2氣氛燃燒能有效減少NO的排放量。因此，氧化氣氛如何合理選擇也需深入研究探討。

5、爐溫的影響

爐溫受送風(fēng)方式、過量空氣系數(shù)以及空氣流速等的綜合影響。一般來(lái)說溫度越高，氧氣消耗燃燒速率越快，CO、NOx以及SO2排放量越多。研究發(fā)現(xiàn)NO的生成與揮發(fā)分中NH3和HCN隨溫度變化規(guī)律直接相關(guān)。在800～900℃，NH3生成率達(dá)到穩(wěn)定值，而HCN的生成率隨著溫度的升高而增加，故NO的排放量在該溫度區(qū)間內(nèi)上升。謝敬思研究了在富氧環(huán)境下燃燒生物質(zhì)混煤30％配比時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)爐溫在750～900℃范圍升高時(shí)，SO2與NO生成量以及轉(zhuǎn)化率均提高。Alattab KA等在多孔介質(zhì)燃燒器中研究生物質(zhì)成型燃料的煙氣排放特性，結(jié)果表明當(dāng)空氣一燃料混合燃燒的溫度下降時(shí)，生成的CO略有減少。在富氧燃燒環(huán)境下，劉海澤發(fā)現(xiàn)稻殼和秸稈顆粒燃燒釋放的NO總量隨著溫度(800～1000℃)的升高而增加，對(duì)于秸稈顆粒來(lái)說，溫度越高，NO釋放總量的增長(zhǎng)程度越大，但對(duì)稻殼顆粒來(lái)說溫度越高，增長(zhǎng)程度越小。但是高溫對(duì)顆粒物的排放不一定是增加效應(yīng)，Hosseini S等在缺氧燃燒器中研究生物質(zhì)燃料時(shí)發(fā)現(xiàn)較低溫顆粒物的排放量上升?？傊?，要避免生物質(zhì)在最高污染物排放量的爐溫下燃燒。