表面涂敷材料的废气处理和固化主要依赖加热处理，目前主要采用燃料和空气混合燃烧提供热源，燃烧过程中会产生的NOx，既是形成酸雨的主要物质，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的重要因素，对自然环境和人类生存的危害极大，减少NOx的产生刻不容缓。

NO_X产生的原因

NO_X的生成途径有三种：

1. 热力型 (Thermal) NO_X

指空气中的氮气在高温下氧化而生成NO_X；

2. 燃料型 (Fuel) NO_X

指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NO_X；

3. 快速型 (Prompt) NOX

指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NO_X。

三种NO_X生成途径与燃烧温度的关系

煤炭锅炉加热烘干等NO_X主要通过燃料型生成途径而产生，带有废气处理能力的天然气燃烧设备焰心附近温度较高，主要是热力型NO_X。

  热力型NOx的生成机理

NO_x的常规控制措施

目前，NO_x的控制主要有燃烧前处理、燃烧方式的改进及燃烧后处理等3种途径，其中燃烧后烟气脱氮技术来控制NO_x排放是应用最广泛。

燃烧后脱氮技术又叫尾部脱氮，主要有吸收法、吸附法、微生物法、电子辐射法、催化法等多种技术，如汽车尾气中NO_x的脱除就采用催化法，受投入成本和风量处理能力等条件限制，这些技术在表面处理中应用较少。

燃烧方式的改进，即低氮燃烧技术是相对经济实用的环保治理措施。它是结合氮氧化物的产生机理，通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NO_x的形成，具体来说，是通过调节燃烧温度、烟气中的氧的浓度、烟气在高温区的停留时间等方法来抑制NO_x的生成或破坏已生成的NO_x。分为分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等技术。

01、排烟再循环法

一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NO_x减少。另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。此法对热力型NO_x比较有效，在一些环保指标要求不高、空间受限的低成本改造项目中经常采用。

02、二段燃烧法

分段燃烧技术的主流，将燃料的燃烧过程分两个阶段来完成。第一阶段燃烧中，只将总燃烧空气量的70%—75%（理论空气量的80%）供入炉膛，使燃料在先在缺氧的富燃料条件下燃烧，由于富燃料缺，该区的燃料只能部分燃烧（含氧量不足），降低了燃烧区内的烘烘速度和温度水平，能抑制NO_x的生成；第二阶段通过足量的空气，使剩余燃料燃尽，此段中氧气过量，但温度低，生成的NO_x也较少。

03、分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

另外还有浓淡型燃烧器、混合促进型燃烧器、低氮预燃室燃烧器、阶段燃烧器等低氮技术，基本原理都是降低燃烧区的氧含量、降低停留时间、降低燃烧核心温度等。

超低NO_X排放技术

传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150mg/m³左右。而低氮燃烧器通常的NOx排放在30~80 mg/m³的左右。NO_x排放在30 mg/m³以下的通常称为超低氮燃烧器。目前能做到个别城市要求的超低氮燃烧的技术不多，无焰燃烧就是其中之一。

无焰燃烧和有焰燃烧核心温度的对比

无焰燃烧技术是一种新型低污染燃烧技术，燃烧时看不到明显火焰面，燃烧温和，燃烧NO_x排放低。传统有焰燃烧模式，化学反应集中在一个比较狭小的火焰面上，造成温度分布不均匀火锋面温度高，导致了热力型NO_x的大量生成。无焰燃烧火焰透明、无明显火炬轮廓，燃烧温度均匀,可抑制NO_x的生成，热效率高，排放低，节约能源。

无焰燃烧技术采用常温空气，通过旋流器将空气和燃气在燃烧前充分混合，高速旋流进入燃烧室。设置具有蓄热和稳定火焰作用的护火筒。当燃料与空气高速旋流进入燃烧室，受到炉壁的辐射加热，并且高速旋流的反应物卷吸回流的大量燃烧产物，进一步加热了新鲜空气与燃料，同时使空气中的氧体积分数降低，无焰燃烧得以实现。

无焰燃烧设备示意图

基于智能化的发展和对碳排放的重视，建立在高度电控技术上的电RTO也卷土重来，也逐渐成为低氮和超低氮的重要技术，在表面涂敷固化和废气处理应用中，随着环保技术的进一步发展和政策要求的不断提高，相信低氮技术会带来更好的发展和应用。