煤燃烧中氮氧化物生成机理及控制氮氧化物排放技术
煤燃烧中氮氧化物生成机理及控制氮氧化物排放技术
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煤炭燃烧氮氧化物产生机理及控制方法研究
煤炭燃烧氮氧化物产生机理及控制方法研究Introduction煤炭是中国最主要的能源来源之一，然而，燃烧煤炭常常带来大量的氮氧化物排放，这对环境和人类健康造成了严重影响。
因此，控制煤炭燃烧氮氧化物的排放成为了环保领域的一个重要研究方向。
I. 煤炭燃烧氮氧化物产生机理煤炭中含有氮元素，燃烧过程中，氮元素主要以两种形式存在：一种是有机氮，如蛋白质、脂肪等，另一种是无机氮，如氨、氰化物等。
由于煤样、燃烧条件等的不同，氮元素的存在形式也不同。
煤炭中的氮元素在燃烧过程中会与空气中的氧进行反应，产生一系列氮氧化物（NOx），包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
主要反应式如下：N2 + O2 -> 2NO2NO + O2 -> 2NO2II. 煤炭燃烧氮氧化物的控制方法1. 预先措施a. 煤炭氮含量控制：通过调整煤炭的选取和使用，可以有效地控制氮氧化物的排放。
选择低氮煤炭或煤炭洗选去除煤炭中的氮元素是控制煤炭燃烧氮氧化物排放的首要措施。
b. 煤粉矫正：通过改变煤粉中氧气、水分和灰分的含量，调节煤粉的燃烧条件，降低氮氧化物的排放。
2. 燃烧后减排a. 排烟氮氧化物的后处理：在煤炭燃烧锅炉的尾部增加氮氧化物还原剂（如尿素等）来降低NOx的排放。
b. 气体循环系统：通过将锅炉废气中的氮氧化物送入高温区，利用高温分解和还原反应降低氮氧化物的排放。
c. 燃烧控制技术：通过优化煤粉的燃烧条件，如煤粉喷射速度、煤粉尺寸等，降低氮氧化物的排放。
d. SCR脱硝法：在煤炭燃烧工艺中加入一种氨水溶液，使其与废气中的NOx发生反应，生成氮气和水蒸气。
Conclusion总之，煤炭燃烧氮氧化物的排放对环境和人类健康具有严重危害。
因此，控制煤炭燃烧氮氧化物的排放成为了环保领域的一个重要研究方向。
本文介绍了煤炭燃烧氮氧化物的产生机理和控制方法，这些方法可以有效地降低煤炭燃烧氮氧化物的排放，从而达到环保的目的。
煤粉炉富氧燃烧氮氧化物的产生
煤粉炉富氧燃烧氮氧化物的产生煤粉炉是一种燃煤设备，用于将煤粉燃烧成热能，产生蒸汽，从而驱动汽轮发电机发电。
然而，在燃煤过程中,一些氮氧化物会同时生成并排放到大气中,对环境和人体健康产生负面影响。
因此,煤粉炉中氮氧化物的产生成为燃煤行业面临的重要问题之一。
本文将介绍煤粉炉富氧燃烧氮氧化物的产生机理并提出相应的控制方法。
一、煤粉炉氮氧化物的产生机理（一）氮氧化物的形成在燃烧过程中，空气中的氮气和氧气会发生反应，生成氮氧化物。
在煤粉炉的燃烧过程中，煤粉和空气经过充分混合后着火点燃，煤粉中的碳、氢、硫等元素与氧气发生燃烧，同时空气中的氮气也会与氧气发生化合反应，生成氮氧化物。
具体反应方程式如下：2N2 + O2 → 2NON2 + 2O2 → 2NO2（二）氮氧化物的生成途径氮氧化物的生成主要有两种途径，一是在高温下，空气中的氮气和氧气直接发生反应生成氮氧化物；二是煤粉中的氮气和氧气发生反应生成氮氧化物。
在煤粉炉的燃烧过程中，由于温度较高，空气中的氮气和氧气在瞬间出现的高温状态下容易发生反应生成氮氧化物。
二、煤粉炉氮氧化物的控制方法为了减少煤粉炉氮氧化物的排放，可以采取以下控制方法：（一）优化燃烧工艺通过优化煤粉炉的燃烧工艺，控制燃烧温度和燃气速度，可以降低氮氧化物的生成。
在煤粉炉燃烧过程中，通过调节燃烧参数，合理分配空气和煤粉的混合比例，并控制燃烧温度和燃气速度，减少煤炭燃烧中产生的氮氧化物。
（二）脱硫脱硝技术脱硫脱硝技术是目前较为成熟的氮氧化物控制方法之一。
通过在煤粉炉燃烧过程中引入脱硫脱硝装置，将燃烧产生的氮氧化物进行脱除，从而减少氮氧化物的排放。
目前，市场上已经有多种脱硫脱硝技术可供选择，可以根据具体情况选择合适的脱硫脱硝技术，进行氮氧化物的控制。
（三）利用富氧燃烧技术富氧燃烧技术是一种高效的氮氧化物控制方法。
通过在煤粉炉燃烧过程中引入富氧气体，可以降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
富氧燃烧技术可以有效降低煤粉炉燃烧过程中氮氧化物的排放达到减排效果。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是一种常见的能源转换设备，它通过燃烧煤炭释放能量，并将其转化为电力。
锅炉燃烧煤炭过程中会产生大量的氮氧化物（NOx），这对环境和人体健康都带来了严重的影响。
本文将介绍燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理，并提出了一些防治措施。
燃煤电站锅炉氮氧化物主要由两种氮氧化物组成：一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们的形成机理如下：1. 燃烧过程中的热力反应：燃煤电站锅炉中的燃烧过程会使空气中的氮气与煤炭中的氮元素发生反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
这是氮氧化物形成的主要途径。
2. 脱氮反应：一氧化氮和二氧化氮在高温环境下会与燃烧产物中的还原剂（如CO、H2等）发生反应生成氮气。
这种反应被称为脱氮反应，通过这种反应可以减少一氧化氮和二氧化氮的排放。
为了减少燃煤电站锅炉氮氧化物的排放，可以采取以下防治措施：1. 技术措施：引入新的燃烧技术，如低氮燃烧技术、超临界燃烧技术等，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的产生量。
还可以采用烟气脱硝技术对烟气进行处理，将氮氧化物转化为无毒的氮气。
2. 设备改造：对燃煤电站锅炉进行改造，增加脱硝装置，以降低氮氧化物的排放。
目前常用的脱硝设备有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等。
3. 燃烧管理：通过优化燃烧工艺、燃烧控制系统和燃烧参数的调整，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成。
4. 排放控制：对烟气进行净化处理，通过除尘器、脱硫装置等设备去除大部分氮氧化物。
燃煤电站锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物对环境和人体健康都具有潜在的危害。
为了减少其排放，需要采取一系列的技术措施、设备改造、燃烧管理、排放控制和燃料处理等防治措施。
这将有助于改善空气质量和保护人体健康。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站是目前我国主要的电力发电方式之一，它所发出的废气中含有大量的氮氧化物。
氮氧化物是一种对环境和人体健康都有害的污染物，因此如何有效地减少燃煤电站锅炉废气中的氮氧化物排放成为了当前环境保护领域中的一个重要问题。
本文将探讨燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理及防治措施，以期能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
1. 燃料中的氮氧化合物：燃煤电站使用的煤炭中含有一定量的有机氮化合物，当这些有机氮化合物经过燃烧后会释放出氮氧化物。
燃煤中的灰分中也含有一定量的氮化合物，当这些灰分在燃烧过程中因高温产生重碳氢氮物质，也会导致氮的演化，产生氮氧化物。
2. 高温条件下的氮氧化物生成：在燃煤电站锅炉的燃烧过程中，高温条件下有利于氮氧化物的生成。
在燃料燃烧时，氮气和氧气在高温条件下会发生反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
3. 氮氧化物的再循环：在锅炉内，废气中的氮氧化物会被混合气流再循环，使得氮氧化物的生成更加复杂和混乱，增加了排放控制的难度。
1. 燃料优化选择：选择低氮燃烧技术，采用低氮燃料，如低氮煤或添加脱硫脱氮剂等，减少氮氧化物在燃料中的来源，有效降低氮氧化物的排放。
2. 燃烧优化控制：通过优化燃烧参数，如控制氧浓度、延迟燃烧等方式来控制燃烧温度，减少氮氧化物的形成。
3. 烟气脱硝技术：利用烟气脱硝技术，将烟气中的氮氧化物转化为无害物质，如通过选择性催化还原（SCR）、非选择性催化还原（SNCR）等技术来降低氮氧化物的排放。
4. 燃烧过程的设备改进：通过修改锅炉的结构，如安装再循环系统、改善燃烧室结构等方式来减少氮氧化物的生成。
5. 废气处理技术：在燃煤电站锅炉的废气排放口设置脱硫脱硝装置，进一步减少氮氧化物的排放。
总结：燃煤电站锅炉氮氧化物的产生问题是一个全球性的环境保护难题，在我国也备受重视。
在当前环保政策的引导下，各个燃煤电站都要积极采取有效的措施来减少氮氧化物的排放。
燃煤过程中的氮氧化物介绍及生成机理ppt课件
硝酸过氧化乙醘 (PAN) 醛类
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光化学烟雾的形成
1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。 3O2==2O3（光照，NO2） ｛ NO2==NO+O（条件为光照） O+O2==O3 2NO+O2==2NO2 ｝ 2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮、 醇、酸等产物以及重要的中间产物ROO（过氧烷基自由基包 括HOO）、RCO（酰基自由基）等自由基的生成。
（2）区域集中供热发展区域集中供暖供热，设立规 模较大的热电厂和供热站，取缔市区矮小烟囱。
（3）推广燃煤电厂烟气脱N技术。
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一、臭氧层概念及功能
臭氧层概念：臭氧层是指距离地球20～30公里
处臭氧分子相对富集的大气平流层。如果在0℃ 下将大气圈中全部臭氧垂直向下压缩至 1013hpa，臭氧层的厚度只有3mm左右，大气 当中的臭氧含量近一亿分之一，有人形象地把 它比喻为大气圈中一层薄薄的轻纱。 紫外线（UV）就是太阳辐射中波长100～400 nm 的 电 磁 波 ， 其 中 ， UV-C 射 线 （ 波 长 为 100～280 nm）对人类和其他生命具有强大的 杀伤力；UV-B 射线(波长280～315nm) 对人 类和其他生物有害，能诱发眼病和皮肤癌；UVA 射线(波长315～400nm) 危害性较小。
伦敦烟雾事件 由于烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散，先后死亡1万多人。
美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件 农作物损失达2500多万美元。 日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件 使一些学生中毒昏倒。与此同时，日本的其他城市也有类似的事件发生。此后，日本一些大 城市连续不断出现光化学烟雾。 智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件 由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业， 孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是一种常见的发电设备，但使用煤炭燃烧会产生大量的氮氧化物（NOx），它是造成大气环境污染的主要来源之一。
为了降低煤炭燃烧带来的氮氧化物排放，需要了解它们的形成机理，并采取相应的防治措施。
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们的形成主要是通过两个步骤实现的：氮氧化物的生成和氮氧化物的转化。
氮氧化物的生成是由于燃烧过程中的高温条件下空气中的氮气（N2）与氧气（O2）反应生成一氧化氮（NO）。
然后，一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮（NO2）。
而氮氧化物的转化是指NO和NO2之间的相互转化。
在高温条件下，NO和O2可以反应生成NO2，这个过程被称为氧化反应。
而在低温条件下，NO2可以分解生成NO，这个过程被称为还原反应。
为了控制燃煤电站锅炉产生的氮氧化物排放，可以采取以下防治措施：1. 燃烧控制：优化燃烧过程，提高燃烧的充分性和均匀性，降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
2. 燃烧改进：采用低氮燃烧技术，如燃烧对分布、煤粉喷嘴调整、燃料预处理等措施，可以减少高温燃烧区域的形成，从而降低氮氧化物的生成。
3. 燃烧调整：合理调整供氧量和燃料分配，维持适宜的燃料-氧化剂比，以减少高温区域内氮氧化物的生成。
4. 锅炉改造：安装氮氧化物减排设备，如选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等技术来降低氮氧化物的排放。
5. 烟气脱硝：采用湿法或干法的烟气脱硝技术，通过在烟气中喷射还原剂或氨水等药剂来减少氮氧化物的排放。
6. 设备运维管理：加强设备的运维管理，定期进行设备的清洗和维护，确保设备的正常运行和效率。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理复杂，但采取相应的防治措施可以降低氮氧化物的排放。
这对于保护大气环境和改善空气质量至关重要。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是大气污染的重要来源之一，其中氮氧化物（NOx）是主要的污染物之一。
本文将详细介绍燃煤电站锅炉中NOx的形成机理以及防治措施。
燃煤电站锅炉中NOx的形成主要有两个途径：热反应途径和燃料反应途径。
热反应途径：在燃烧过程中，煤炭中的氮在高温下与氧发生反应，生成一氧化氮（NO）。
烟气中的一氧化氮进一步在高温下与大量的氧气反应，生成二氧化氮（NO2），这是最主要的NOx形成途径。
这种热反应途径占据了NOx总排放量的60%至80%。
燃料反应途径：煤炭中的有机氮化合物如胺、腈、蛋白质等在燃烧过程中氧化生成一氧化氮。
煤炭中的含硫化合物如硫酸铵、硫化氢等也会增加NOx的形成。
这种燃料反应途径占据了NOx总排放量的20%至40%。
燃煤电站锅炉中NOx的防治措施主要包括以下几个方面：1. 燃烧调整技术：通过调整燃烧条件，可以减少燃烧温度和氧浓度，从而降低煤炭中氮的氧化率。
采用低氮燃烧技术、燃烧再循环技术、燃烧扩散焚烧技术等可以有效降低NOx的生成。
2. 烟气脱硝技术：烟气脱硝技术是目前最常用的NOx排放控制技术之一。
常见的烟气脱硝技术包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等。
SCR技术通过在烟气中注入还原剂，利用催化剂促进NOx的还原反应，将NOx转化为无害的氮气和水。
SNCR技术则是在烟气中喷射还原剂，使其与燃烧产物中的一氧化氮发生还原反应。
3. 燃料改进：改变煤炭的燃料成分，减少煤中的氮含量，可以有效减少NOx的生成。
采用低氮煤、低氮煤粉等可以降低NOx的排放。
4. 其他技术措施：燃烧过程中的过量空气的控制、燃烧器的优化设计、断续燃烧技术等也可以减少NOx的生成。
对煤炭冲洗和脱硫也能减少NOx的排放。
燃煤电站锅炉中NOx的形成机理复杂，但通过燃烧调整、烟气脱硝、燃料改进等技术措施可以有效防治NOx的排放，降低燃煤电站对大气环境的污染。
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低NOX燃烧技术
•空气分级低 X燃烧技术 空气分级低NO 空气分级低 •燃料分级低NOx燃烧技术 燃料分级低NOx燃烧技术 燃料分级低NOx •烟气再循环低NOx排放技术 烟气再循环低NOx排放技术 烟气再循环低NOx •低NOx燃烧器 低NOx燃烧器
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空气分级燃烧
第一阶段，将从主燃烧器供 入炉膛的空气量减少到总燃 烧空气量的70%~75% （相当于理论空气量的80% 左右），使燃料先在缺氧的 富燃料燃烧条件下燃烧。此 时第一级燃烧区内过量空气 系数α<1,因而降低了燃烧区 内的燃烧速度的温度水平。 因此，不但延迟了燃烧过程， 而且在还原性气氛中降低了 生成NOX的反应率，仰制了 NOX在这一燃烧区中的生成 量。 6
煤燃烧中氮氧化物生成机理及控 制氮氧化物排放技术
硕611
1
1.NOX的生成机理 2.低NOX燃烧技术 2.低
2
1、概述 、 煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一 氧化氮(NO)和二氧化物（NO2）这二者统 称为NOX。此外还有少量的氧化二氮（N2O） 产生。 在通常的燃烧温度下，煤燃烧生成的NOX 中，NO占90%以上，NO2占5~10%,而N2O 只占1%左右。 近年来随着燃煤流化床锅炉的发展，发 现流化床锅炉排出的N2O比煤粉炉排放的要 大得多，因此已引起人们对N2O问题的日益 3 重视。
为了完成全部燃烧过程，完全燃烧所需的 其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专 门空气喷口OFA(Over Fire Air)——称为 “燃尽风”喷口送入炉膛，与第一级燃烧 区在“贫氧燃烧”条件下所产成的烟气混 合，在α＞1的条件下完成全部燃烧过程。 由于整个燃烧过程所需空气是分二级供入 炉内，使整个燃烧过程分为二级进行，故 称之为空气分级燃烧法。 根据实际经验，采用将顶层燃烧器改成 “火上风”喷口的方法，可以降低NOX的 排放15%—30% 。
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双稳可调煤粉浓淡燃烧（浙江大学） 双稳可调煤粉浓淡燃烧（浙江大学）
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低NOx燃烧其主要生产商 燃烧其主要生产商
德国斯坦缪勒（Steinmuller）公司设计SM的型低NOX燃烧器 美国巴布科克•威尔科克斯（B&W）公司的DRB型双空调风低NOX燃烧器 巴布科克-日立（Babcock-Hitachi）公司HT-NR型低NOX燃烧器 巴布科克•威尔科克斯公司的XCL低NOX燃烧器 美国福斯特惠勒（Foster Wheeler）公司的CF/SF的NOX燃烧器 德国巴布科克（Deutche Babcock）公司的WS和DS型低NOX燃烧器 美国瑞利斯多克（Riley Stoker）公司的CCV型低NOX燃烧器 日本三菱公司的PM型低NOX燃烧器
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9
燃料分级燃烧时所使用的二次燃料可 以是和一次燃料相同的燃料，例如煤粉炉 可以利用煤粉作为二次燃料。但目前煤粉 炉采用更多的是碳氢类气体或液体燃料作 为二次燃料。这是因为和空气分级燃烧相 比，燃料分级燃烧在炉膛内需要有三级燃 烧区，这使得燃料和烟气在再燃区内的停 留时间相对较短，所以二次燃料宜于选用 容易着火和燃烧的气体或液体燃料。
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西安 交通大学 和武汉锅 炉厂开发 的空气分 级低NOX 级低 旋流燃烧 器
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水平浓淡燃烧
背火侧（淡）
向火侧（浓） 煤粉、空气 混合物
调节风
调节器
浓缩器
变异煤粉浓度水平浓淡燃烧方式炉膛内流场示踪图
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垂直浓淡燃烧
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大速差低NOx燃烧器（清华）
Hale Waihona Puke 19百叶窗浓淡燃烧技术(华中科技大学 百叶窗浓淡燃烧技术 华中科技大学) 华中科技大学
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烟气再循环法降低NOX排放效果与燃料品种和烟气 再循环率有关。经验表明，当烟气再循环为15%～ 20%时，煤粉炉的NOX排放浓度可降低25%左右。
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注意：在采用烟气再循环法时，烟气再循环率的 增加是有限的，当采用更高的再循环率时，由于 循环烟气量的增加，燃烧会趋于不稳定，而且未 完全燃烧热损失会增加。因而，电站锅炉的烟气 再循环一般控制在10%～20%左右。
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燃料分级燃烧
将80%∽85%的燃料送入第一级燃烧区，在α>1的 条件下燃烧并生成NOX。送入一级燃烧区的燃料称为一 次燃料。其余15%～20%的燃料则在主燃烧器的上部送 入二级燃烧区，在α<1的条件下形成很强的还原性气氛， 使得在一级燃烧区中生成的NOX在二级燃烧区内被还原 成氮分子（N2）。二级燃烧区又称为再燃区，送入二级 燃烧区的燃料又称二次燃料，或称再燃燃料。在再燃区 中不仅使得已生成的NOX得到还原，同时还抑制了新的 NOX的生成，可使NOX的排放浓度进一步降低。一般情 况下，采取燃料分级的方法均可以使NOX的排放浓度降 低50%以上。在再燃区的上面还需要布置“火上风”喷 口以形成第三级燃烧区（燃尽区），以保证在再燃区中 生成的未完全燃烧产物的燃尽。这种再燃烧法又称为燃 料分级燃烧
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烟气再循环 烟气在循环法。它是在锅炉的空气预热器 前抽取一部分地温烟气或直接送入炉内， 或与一次风火二次风混合后送入炉内，这 样不但可降低燃烧温度，而且也降低了氧 气浓度，因而可以降低NOX的排放浓度。 再循环烟气量与不采用烟气再循环时的 烟气量之比，称之为烟气再循环率： 再循环率=（再循环烟气量）/（无再循环 时烟气量）×100 %
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低NOx燃烧器 燃烧器
旋流燃烧器 浓淡燃烧器
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轴向叶片旋流燃烧器（西交大） 轴向叶片旋流燃烧器（西交大）
主要解决的问题:
1、煤粉分布均匀性和燃烧 稳定性； 2、一次风管磨损； 3、旋流强度的调节特性。 主要特点： 1、一次风采用蜗壳结构； 2、二次风采用轴向可调叶片； 3、一次风管内设置了多条均流 条； 4、轴向叶片用伞型齿轮调节。
在煤燃烧过程中，生成NOX的途径有三个
⑴热力型 热力型NOX （Thermal NOX ）,它是空 热力型 气中氮气在高温下氧化而生成的NOX。 ⑵燃料型NOX（Fuel NOX）,它是燃料中 燃料型NO Fuel , 燃料型 含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而 又接着氧化而成的NOX。 ⑶快速型 快速型NOX （Prompt NOX）它是燃烧 快速型 时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如 CH等反应生成的NOX