氮氧化物的产生
氮氧化物
氮氧化物（NOx）的生成机理燃料燃烧生成的NOx主要有NO和NO2，另外还有少量的N2O。
在燃料的燃烧过程中，NOx的生成量和排放量与燃烧方式(特别是燃烧温度和过量空气系数等)密切相关，在燃烧过程中,NOx的产生按生成机理分为以下三类:(1)在高温燃烧时,空气中的N2和O2在燃烧中形成的NOx，称为热力型NOx；(2)燃料中有机氮经过化学反应而生成的NOx,称为燃料型NOx；(3)在火焰边缘形成的快速型NOx。
其中燃料型NOx占70%～95%。
热力型NOx是燃烧时空气中的N2和02在高温条件下反应生成的NOx。
温度对热力型NOx的生成具有决定性的作用，其生成速度和温度的关系符合阿伦尼乌斯定律，随着温度的升高，热力型NOx的生成速度按指数规律迅速增长。
实验表明，当温度达到1500℃时，温度每提高100℃，反应速度将增加6-7倍。
除了反应温度外，热力型NOx还和N2、O2浓度及停留时间有关，也就是说，燃烧设备的过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx的生成也有较大的影响。
因此，要降低热力型NOx的生成，需要降低燃烧温度，避免产生局部高温区，缩短烟气在炉内高温区的停留时间和降低烟气中O2的浓度。
燃料型NOx是燃料中的氮化合物经热分解再和空气中的氧进行反应生成。
燃料中的氮一般以氮原子的形态与各种碳氢化合物结合，形成氮的环状或链状化合物，而氮在燃料中的含量一般在0.5%-2.5%左右。
燃料型NOx的生成机理和还原过程非常复杂，它们有多种可能的反应途径。
燃料型NOx不仅和燃料的特性、结构、挥发份氮的比例有关，而且还和燃烧条件密切相关。
快速型NOx主要是燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃与空气中的N2反应，形成的CN和HCN等化合物继续被氧化而生成的NOx。
在燃煤锅炉中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。
目前，国家相关标准规范中推荐的脱硝方式有低氮燃烧（LNB）技术、选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术、选择性催化还原（SCR）脱硝技术。
氮氧化物的生成机理及防治措施
碳氢化合物燃烧时，分解成 CH、CH2和C2等基团，与 N2发生如下反应
火焰中存在大量O、OH基 团，与上述产物反应
燃料型NOx的形成
燃料中的N通常以原子状态与HC结合，C—N键的键能
较N ≡N 小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx
火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的
比例
NO
燃料中20％～80％的氮转化为NOx O,H,OH
氮氧化物的性质及来源
NOx的性质（续）
NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降
NOx的来源
固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a） 人类活动（5×107t/a）
○ 燃料燃烧占 90％ ○ 95％以NO形式，其余主要为NO2
燃烧过程 NOx的形成 机理
形成机理
○ 燃料型NOx ● 燃料中的固定氮生成的NOx
两段燃烧技术
第一段：氧气不足，烟气温 度低，NOx生成量很小
第二段：二次空气，CO、 HC完全燃烧，烟气温度低
先进的低NOx燃烧技术
原理：低空气过剩系数运行技术＋分段 燃烧技术
炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器
○ 炉壁设置助燃空气（OFA，燃尽风）喷嘴 ○ 类似于两段燃烧技术
先进的低NOx燃烧技术
第九章 氮氧化物污染控制
教学内容 一． 氮氧化物的性质及来源
二． 燃烧过程中氮氧化物的 形成机理
三． 低氮氧化物燃烧技术
四． 烟气脱硝技术
重
点
教学目标
氮氧化物的形成机理，低氮氧 通过本节内容的学习，使学生
化物燃烧技术和烟气脱硝技术。 达到如下要求（1）了解氮氧 化物的性质和主要来源（2）
熟悉氮氧化物的形成机理（3）
氮氧化物的生成机理及防治措施
燃料型氮氧化物的生成机理
燃料中的氮元素：当燃料中含有氮元素 时，燃烧过程中燃料中的氮与氧气反应
生成氮氧化物。
中间产物生成：燃料燃烧过程中产生的 中间产物，如烃类、醛类、酮类等，与
空气中的氮气反应生成氮氧化物。
针对不同类型的氮氧化物生成机理，可 以采取相应的防治措施。例如，降低燃 烧温度、优化燃烧过程、减少燃料中的 氮元素含量等，都是有效的防治氮氧化
。
富氧燃烧技术：利用纯氧替代 空气作为燃烧氧化剂，降低氮
氧化物的排放。
催化燃烧技术：采用催化剂降 低燃烧反应活化能，实现低温 燃烧，减少氮氧化物的生成。
以上防治措施可根据实际情况 单独或组合使用，以实现氮氧
化物的高效减排。
03 氮氧化物防治政策的现状 与未来趋势
当前主要的政策与法规
环保税法
环保税法中明确规定了氮氧化物 的排放标准和相应的税收制度， 企业超标排放将需要缴纳额外的
物生成的方法。
02 氮氧化物的防治措施
燃烧优化防治措施
01
02
03
燃料选择
选用低氮或无烟燃料，降 低燃烧过程中氮氧化物的 产生。
燃烧参数调整
通过调整燃烧温度、氧气 浓度等参数，减少氮氧化 物的生成。
燃烧器设计
采用先进的燃烧器设计， 实现燃料充分燃烧，降低 氮氧化物的排放。
烟气脱硝防治措施
1 2
政策调整
随着技术进步，政策可能会调整排放标准，更加严格控制氮氧化物排放。同时 ，政策可能会加大对清洁能源的扶持力度，进一步推动能源结构调整。
企业和社会在防治氮氧化物中的责任与角色
企业责任
企业应严格遵守相关法规和政策，积极采用先进的防治技术，减少氮氧化物的排放。同时，企业也应积极参与公 共事务，推动行业间的合作与交流。
氮氧化物生成的原理
氮氧化物生成的原理
氮氧化物（NOx）生成的原理主要有两个方面：热氧化生成和燃烧生成。
1. 热氧化生成：在高温条件下，氮气和氧气会发生氧化反应生成氮氧化物。
这种情况经常出现在工业燃烧过程中，特别是高温燃烧。
2. 燃烧生成：在燃烧过程中，燃料中的氮（通常是空气中的氮气）会与氧气反应生成氮氧化物。
这主要是由于燃料氮在高温燃烧区域内与氧气发生复杂反应，其中包括氧化、还原和氮气的氧化等过程。
总体来说，氮氧化物的生成与燃料中的氮含量、燃烧过程中的温度和氧气的供应有关。
高温和富氧条件下，气体燃烧过程中产生的氮氧化物含量较高。
氮氧化物的产生与转化
专题4教案学案（4）（2010-1-12） 班级_________姓名_________ 组题人：陈巧云 审题人：田建红氮氧化物的产生及转化【主干知识】1、氮气：无色无味、难溶于水的气体。
空气中78%（体积分数）是氮气。
氮分子（N 2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。
但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。
2、固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。
途径 举例自然固氮 → 闪电时，N 2 转化为NON 2 + O2 == 2NO生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N 2 转化为化合态氮工业固氮 → 工业上用N 2 和H 2合成氨气N 2 + 3H 2 催化剂 高温高压 2NH 3 3、氮氧化物（NO 和NO 2）：【巩固练习】1、下列物质不属于城市空气质量日报的是( )A 、二氧化硫B 、氮氧化物C 、二氧化碳D 、悬浮颗粒2、实验室制备下列气体，只能用排水法收集的是( )A 、NO 2B 、NOC 、O 2D 、H 23、下列气体由于能结合血红蛋白而引起中毒的是( )放电成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成。
A 、Cl 2B 、NOC 、O 2D 、CO4、鉴别NO 2和溴蒸汽的方法正确的是( )A 、用氢氧化钠溶液B 、用湿润的淀粉碘化钾试纸C 、用硝酸银溶液D 、用蒸馏水5、美国医学教授因发现X 物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获1998年诺贝尔生理学和医学奖。
因此 X 物质被誉为“生物信使分子”。
已知 X 是一种奇电子数分子，也是一种污染大气的无色气体且能使血红蛋白失去携氧能力。
则 X 是：( )A.COB.HFC.CO 2D.NO6、起固氮作用的化学反应的是 ( )A.工业上用氮气和氢气合成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨7、在NO 2与水的反应中，水( )A ．是还原剂B ．是氧化剂C ．既是氧化剂又是还原剂D ．既不是氧化剂又不是还原剂8、一定体积下，将等体积的NO 和O 2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的( )A 、41B 、43C 、81D 、839、在体积为VL 的密闭容器中通入a mol NO 和b mol O 2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )A 、b aB 、b a 2C 、b a a 2+ D 、)2(2b a a +10、在标准状况下，将NO 2和O 2按体积比为4﹕1充满一个干燥的烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面上升，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )A 、0.045mol/LB 、0.036mol/LC 、0.026mol/LD 、0.030mol/L11、电闪雷鸣是人们司空见惯的自然现象，地球上每年平均发生315160余次闪电每当雷电交加之际，空气中可能发生如下反应：① ②③12、NO 分子因污染空气而臭名昭著。
氮氧化合物的产生及转化课件
一氧化氮是一种无色无味的有毒气体，是氮氧化物中最简单的一种。它在常温下以气体形式存在，但在低温下可 以液化。一氧化氮具有自由基的性质，在空气中容易被氧化成二氧化氮。
二氧化氮
总结词
红棕色有毒气体
详细描述
二氧化氮是一种红棕色的有毒气体，有刺激性气味。它是由一氧化氮在空气中被氧化形成的。二氧化 氮对水有较大的亲和力，会形成硝酸和亚硝酸，具有强腐蚀性和毒性。
土壤污染
氮氧化物会通过大气沉降、 雨水冲刷等方式进入土壤， 造成土壤污染。
土壤生态失衡
氮氧化物的存在会影响土 壤微生物的活性，导致土 壤生态失衡，影响植物的 生长和发育。
PART 04
氮氧化合物的转化与处理
自然转化
01
自然转化是指氮氧化物在自然环境中通过化学反应转化为 其他物质的过程。
02
自然转化过程通常需要较长时间，且转化效率较低，但在某些特 定条件下，如土壤、水体等，自然转化可以起到一定的净化作用。
2023 WORK SUMMARY
氮氧化合物的产生及 转化课件
REPORTING
• 氮氧化合物的产生
CATALOGUE
PART 01
氮氧化合物的产生
自然源产生
自然源产生的氮氧化物主要来自土壤中氮肥的分解、闪电、火
01
山爆发等自然现象。
02
土壤中的微生物可以将有机氮转化为氨，再氧化成硝酸盐，这
个过程中会产生氮氧化物。
政策建议与措施
01
制定严格的氮氧化物排放标准
根据不同行业和地区的特点，制定合理的排放标准，限制氮氧化物的排
放。
02
推广清洁能源和低碳技术
鼓励使用清洁能源和低碳技术，减少化石燃料的消耗，从源头上减少氮
氮氧化物主要性质
氮氧化物主要性质
氮氧化物是氧气和氮元素组成的一类化合物，是一种重要的大气污染物。
它是从人类活动产生的排气中释放出来的，如燃烧煤炭、石油或天然气，以及使用氮化肥料的农业活动的蒸汽燃烧而产生的。
大气中的氮氧化物包括氮氧化物(NO)、二氧化氮(NO2)和三氧化二氮(N2O5)。
氮氧化物具有非常重要的环境效应。
NO2能损害人类的健康，也使臭氧层损害更加严重；同时还会降低植物的光合作用效率以及降低植被的稳定性。
N2O更是全球变暖的一项有力因素，它是第二大二氧化碳的来源。
在空气质量改善方面，有必要控制NO2和N2O的排放，减少对大气的污染。
排放的氮氧化物常用的控制技术是限制燃烧温度，降低可燃物，使用催化剂和添加氨气等。
此外，排放污染物的排放标准通常被广泛采用，使大气中氮氧化物的污染得到有效控制，以改善大气质量。
综上所述，氮氧化物是一种重要的大气污染物，它具有损害人类健康和环境的潜在危害。
因此，各国应采取有效控制氮氧化物污染的措施，来降低它们对空气质量的影响，改善大气环境。
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（a）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为（b）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力次方成正比，与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。
（c）燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说，也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：（1）减少燃烧的过量空气系数；（2）控制燃料与空气的前期混合；（3）提高入炉的局部燃料浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氮氧化物的产生
氮氧化物是空气中的一种重要污染物，其主要的来源是燃烧过程
中释放出来的。
在常温下，三分之二的氮氧化物来自于汽车尾气、船
舶尾气以及家庭和工业燃烧等，另外三分之一的氮氧化物则来自于大
气中的真菌和土壤的细菌所产生。
氮氧化物的三个主要种类是一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和
氮氧化物（N O X）。
一氧化氮是最简单的一种氮氧化物，是由空气中
的氮和氧在高温下反应而成，其主要来源是燃烧排放。
二氧化氮是一种有毒气体，是由一氧化氮和氧反应而成。
它可导
致许多疾病，如哮喘、肺癌和气管炎等，并会对大气层的臭氧浓度产
生影响，从而加速全球变暖的进程。
氮氧化物是家庭和工业燃烧过程中最常见的污染物之一。
为减少
它们的产生，可以采用一些措施，如优化燃烧过程，减少机动车使用
和使用高效的空气过滤器等。
此外，我们还可以尽量减少化肥的使用，因为化肥中的氮会在土壤中分解成氮氧化物。
总的来说，控制氮氧化物产生是一个长期的任务，需要全社会的
共同努力。
我们可以通过加强环境监管和采取科学、综合的措施，来
减少氮氧化物的产生，同时保护我们的环境和健康。