煤炭燃烧过程中会生成氮氧化物,对环境造成污染。另一方面,中国是一个农业大国,大量的农业废弃物被就地焚烧,同样对环境造成了严重的污染。生物质是一种较理想的可再生替代燃料,但由于热值低、水分高、组成复杂等特点,较难通过直接焚烧的方式转化为能源。而借助气化技术,可以将高含水量的生物质原料转化为可燃气体,具有优秀的燃烧特性。先气化后燃烧是一种较为理想的生物质处理工艺,正逐渐受到关注。玉米芯是一种典型的农业废弃物,多用于提炼糠醛,而被脱去半纤维素后的糠醛渣保留了木质素等高热值组分。但由于糠醛的生产工艺使得糠醛渣水分含量较高,不适合直接用于燃烧技术,在实际工程中多采用气化后燃烧的工艺过程。作者对河北邯郸和上海松江的糠醛渣气化燃烧工程应用系统进行了测试,氮氧化物排放浓度最高达到了800mg/Nm3。针对糠醛渣气化燃烧系统氮氧化物排放浓度高的问题,作者设计开展了一系列实验,研究了糠醛渣气化过程中氮氧化物及其前驱物的析出规律和存在形态,以及气化气燃烧过程中含氮组分的转化过程,揭示了氮氧化物大量生成的反应机理,并给出了改进方案。气态含氮产物析出过程的研究借助了TG-FTIR,结果表明糠醛渣热解过程中氮元素主要以HCN的形式析出,析出峰值位于350℃左右。基于总结的氮氧化物生成机理,给出了气化过程中糠醛渣析出含氮气体组分并进一步转化为氮氧化物的反应途径。含氮焦油析出过程的研究在自行搭建的气化实验台上进行,借助GC-MS对焦油产物进行了检测。糠醛渣气化过程中含氮焦油主要以吡啶、吡咯等环状结构存在,在后续氧化反应中易转化为HCN,并进一步形成氮氧化物。在此基础上,搭建糠醛渣气化燃烧实验系统,研究了真实气化产气燃烧过程中氮氧化物的生成规律,并对河北邯郸和上海松江的糠醛渣气化燃烧系统的氮氧化物生成过程进行了分析。气化炉方面,炉蓖布风不均使得气化面积降低,燃料消耗速率降低,气化当量比上升,热解层减少,反应更接近与燃烧条件,导致气化产物热值大幅降低。气化气燃烧方面,气化产气热值的降低导致当量燃烧需氧量大幅减小,氧气过量明显,高温富氧条件促进了氮氧化物的生成。另一方面,燃烧室中一、二次风位置过近使得局部氧气过量严重,也加剧了氮氧化物的生成。基于以上分析,作者提出对气化炉蓖改造以优化气化炉底部布风,从而提高气化产气热值,优化燃烧氧量配比,应能有效降低NOx的排放。