天然气在燃烧过程中会产生氮氧化物，其一方面会对绿色植被产生危害，同时在光照条件下还会发生化学反应，生产红色有毒气体，对人体产生巨大危害。随着相关环保条例的不断出台，如何控制天然气燃烧过程中NOX等的排放成为了当下必须解决的问题。文章针对天然气锅炉降低NOX技术进行分析，对低氮氧化物锅炉设计有应用价值。
1燃气锅炉NOx的类型及生成机理
对于锅炉燃烧过程来讲，氮氧化物的产生主要分为五种方式，分别是热力型、快速型、燃料型以及中间型。由于天然气主成分单一，所以天然气锅炉内的氮氧化物产生主要是通过热力型和快速型。
1.1 热力型NOX生成机理
热力型NOX的生成主要是因为燃料在燃烧过程中空气中的氮气和氧气发生化学反应生成的氮氧化物。这种类型的氮氧化物产生需要两个主要条件，一个是烟气温度要足够高，大于1800K，另外一个是烟气当中氧含量要足够多，如此才能与剩余氮气发生氧化反应。
1.2 快速型NOX的生成机理
1971年外国科学家非你莫尔发现了快速性氮氧化物生成方式。这种生成方式主要是通过氮氢化物在锅炉中燃烧，在锅炉内的空气系数会直接影响锅炉内当氧化物的生成。当空气系数大于1时，会加快快速性NOX的生成，当空气系数小鱼1的时候，将有效降低氮氧化物的生成。
2NOX燃烧技术
依照氮氧化物的生成机理可以发现其生成方式主要分为快速性和热力型。氮氧化物生成最主要的因素是温度，所以可以通过降低燃烧过程中最高温度来将降低氮氧化物生成排放。
2.1分级燃烧技术
为了使得燃料尽可能被完全能氧化，分级燃烧技术需要在分级燃烧技术当中对空气和燃料的配比合理化，尽量在还原性较强的环境下，一直热力型氮氧化物。
2.2烟气再循环技术
烟气在循环技术又可以分为内循环和外循环，这种技术方式主要是通过把燃烧产生的烟气再次导入到锅炉当中，同时降低氧气压力使得氧化物温度降低，最终降低燃烧温度降低排放。
2.3贫燃烧预混燃烧技术
此技术主要是将燃料和空气充分混合之后再将其导入到锅炉当中进行燃烧，当燃料充分燃烧之后再将空气引入燃烧室内降低温度，减少氮氧化物生成。但是这种燃烧技术相对要求较高，操作不对可能会引发爆炸，故一般锅炉容量不能超过20吨。
2.4无焰燃烧技术
无焰燃烧技术是通过控制氧化剂的比例和催化剂比例来建立可控火焰，当时火焰温度较高可能会产生大量的热力型氮氧化物。所以相关化学专家提出了一种低氧燃烧模式，或者称之为无焰燃烧，目前这种燃烧技术尚处于实验室阶段，还未大面积推广。
3低氮氧化物燃烧器设计
通过上文对天然气锅炉内产生的氮氧化物机理分析，提出了一种降低氮氧化物排放的燃烧器。
3.1燃烧头结构设计
低NOX燃烧器主要分为五个部分，分别是内筒、外筒、空气分配板以及一级和二级燃气喷头。燃烧头按照一定比例将燃气从一级和耳机燃烧头上将燃料喷出，然后通过内筒及空气分配板将其分为一级和二级气流，最后形成旋转气流。
3.2分级供给空气及燃气
为了降低燃料和空气在高温区域停留的时间，采用分级供给空气及燃气的方式，避免了高温出现，可以有效降低火焰和炉膛之间的热辐射，利用炉膛冷却作用降低中心火焰温度，降低了氮氧化物排放。
3.3烟气内循环
为了降低烟气温度，在燃烧器中可以采用烟气内循环技术，是的燃烧中心有一定的烟气回流，利用回路烟气降低氧气浓度，从而降低燃烧中心温度。
3.4避免不完全燃烧
在二级燃烧区域中，因为空气和燃气的平行射流，因而混合程度较弱，很容易导致不完全燃烧。通过采用旋转气流，加强混合程度，保证燃料燃烧充分，可有效抑制氮氧化物的产生。
结语
本文通过对天然气锅炉燃烧产生氮氧化物的机理进行分析，同时设计了相应的低氮氧化物天然气锅炉燃烧技术，对于减少天然气锅炉NOX排放有良好的适用性。
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