氮氧化物和低氮燃烧的生成机理

低氮燃烧的机理

一、NOx生成机理

在煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物NOx 主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)以及少量N2O 等。目前，燃煤电厂按常规燃烧方式所生成的NOx 中，NO 占90 %，NO2 占5 %～10 %，N2O 仅占1 %左右。因此,NOx 的生成与排放量主要取决于NO。根据NOx 生成机理，煤炭燃烧过程中所产生的氮氧化物量与煤炭燃烧方式、燃烧温度、过量空气系数和烟气在炉内停留时间等因素密切相关。

煤炭燃烧产生NOx 的机理主要有3 种类型：热力型、快速型和燃料型。在此3 种类型的NOx 中，燃料型NOx 是最主要的，占总生成量的60 %以上；热力型NOx 生成量与燃料温度的关系很大，在温度足够高时，热力型NOx 生成量可占总量的20 %；快速型NOx 在煤燃烧过程中的生成量很少。

二、低氮燃烧的机理

该系统以再循环烟气与碳颗粒再燃技术为主，以空气

分级燃烧技术调节锅炉主燃区燃烧状态，使主燃区燃烧温

度小于1300℃，热力型氮氧化物的生成量非常微小，达到

一次降氮的目的。由于主燃区温度降低，在主燃区外部区

域进行在线燃烧气氛调整技术，通过在线燃烧气量的调整，使主燃区贫氧燃烧生成的大量CO与煤中的挥发分在次燃

烧区域内燃尽。虽然此时的燃烧温度较高，由于还原性气

体的燃烧，氮氧化物的生成量非常低，达到二次降氮的目的。

焦炉加热燃烧时氮氧化物的形成机理分析解析

焦炉加热燃烧时氮氧化物的形成机理及控制钟英飞燃气在焦炉立火道燃烧时会产生氮氧化物(NO x )，氮氧化物通常多指NO 和NO 2 的混合物，大气中的氮氧化物破坏臭氧层，造成酸雨，污染环境。上世纪80代中期，发达国家就视其为有害气体，提出了控制排放标准。目前发达国家控制标准基本上是氮氧化物（废气中O 2 含量折算至5％时），用焦炉煤气加热的质量浓度以NO x 计不大于500mg/m3,用贫煤气（混合煤气）加热的质量浓度不大于 350mg/m3(170ppm) 。随着我国经济的快速发展，对焦炉排放氮氧化物的危害也日益重视，并准备制订排放控制标准。本文将对氮氧化物在焦炉燃烧过程中的形成机理及控制措施进行论述。研究表明，在燃烧生成的NO x 中，NO占95%, NO 2 为5％左右，在大气中NO缓慢转化为NO 2，故在探讨NO x 形成机理时，主要研究NO的形成机理。焦炉燃烧过程中生成氮氧化物的形成机理有3种类型：一是温度热力型NO;二是碳氢燃料快速型NO;三是含N组分燃料型NO。也有资料将前两种合称温度型NO。 1 温度热力型NO形成机理及控制燃烧过程中，空气带入的氮被氧化为NO N 2+O 2 = 2NO NO的生成由如下一组链式反应来说明，其中原子氧主要来源于高温下O 2 的离解： O+N 2 = NO+N N+O 2 = NO+O 由于原子氧和氮分子反应，需要很大的活化能，所以在燃料燃烧前和燃烧火焰中不会生成大量的NO，只有在燃烧火焰的下游高温区（从理论上说，只有火焰的下游才积聚了全部的热焓而使该处温度最高，燃烧火焰前部与中部都不是高温区），才能发生O 2 的离解，也才能生成NO。

焦炉加热燃烧时氮氧化物的形成机理及控制

焦炉加热燃烧时氮氧化物的形成机理及控制燃气在焦炉立火道燃烧时会产生氮氧化物(NOx)，氮氧化物通常多指NO和NO2的混合物，大气中的氮氧化物破坏臭氧层，造成酸雨，污染环境。上世纪80代中期，发达国家就视其为有害气体，提出了控制排放标准。目前发达国家控制标准基本上是氮氧化物（废气中O2含量折算至5％时），用焦炉煤气加热的质量浓度以NOx计不大于500mg/m3,用贫煤气（混合煤气）加热的质量浓度不大于350mg/m3(170ppm) 。随着我国经济的快速发展，对焦炉排放氮氧化物的危害也日益重视，并准备制订排放控制标准。本文将对氮氧化物在焦炉燃烧过程中的形成机理及控制措施进行论述。研究表明，在燃烧生成的NOx中，NO占95%, NO2为5％左右，在大气中NO缓慢转化为NO2，故在探讨NOx形成机理时，主要研究NO的形成机理。焦炉燃烧过程中生成氮氧化物的形成机理有3种类型：一是温度热力型NO;二是碳氢燃料快速型NO;三是含N组分燃料型NO。也有资料将前两种合称温度型NO。 1 温度热力型NO形成机理及控制燃烧过程中，空气带入的氮被氧化为NO N2+O2 = 2NO NO的生成由如下一组链式反应来说明，其中原子氧主要来源于

高温下O2的离解： O+N2 = NO+N N+O2 = NO+O 由于原子氧和氮分子反应，需要很大的活化能，所以在燃料燃烧前和燃烧火焰中不会生成大量的NO，只有在燃烧火焰的下游高温区（从理论上说，只有火焰的下游才积聚了全部的热焓而使该处温度最高，燃烧火焰前部与中部都不是高温区），才能发生O2的离解，也才能生成NO。关于燃烧高温区的温度，综合有关资料，选择以《炼焦炉中气体的流动和传热》的论述为依据，当α = 1.1，空气预热到1100℃时。焦炉煤气的理论燃烧温度为2350℃；高炉煤气理论燃烧温度为2150℃。一般认为，实际燃烧温度要低于此值，实际燃烧温度介于理论燃烧温度和测定的火道砌体温度之间。如测定的火道温度不小于1350℃，则焦炉煤气的实际燃烧温度不小于1850℃，而贫煤气不小于1750℃。《大气污染控制工程》中对NOx的生成机理及控制有所论述，并列出了NOx的生成量和燃烧温度关系图表2-5。该图表显示，气体燃料燃烧温度一般在1600～1850℃之间，燃烧温度稍有增减，其温度热力型NO生成量增减幅度较大（这种关系在有关焦炉废气中NOx 浓度与火道温度之关系中也表现明显。有资料表明，火道温度1300～1350℃，温度±10℃时，则NOx量为±30mg/m3左右）。燃烧温度对温度热力型NO生成有决定性的作用，当燃烧温度低于1350℃时，

氮氧化物废气的处理

氮氧化物废气的处理姓名：贺佳萌学号：1505110107 专业班级：应化1101 指导老师：曾冬铭

氮氧化物的来源天然（5×108t/a）：自然界细菌分解土壤和海洋中有机物而生成人类活动（ 5×107t/a ）： 1.工业污染 ?主要是由于在工业生产过程中(特别是在石油化工企业)燃烧化石燃料而产生的，它主要包括二部分： ?一是在工艺生产过程中排放的泄漏的气体污染物，如化工厂及煤制气厂； ?二是在工业生产用的各种锅炉、窑炉排放的污染物； 2.生活污染主要是指城镇居民、机关和服务性行业，因做饭、取暖、沐浴等生活需要，燃烧矿物质燃料而向大气排放的氮氧化合物等污染物质，是大气污染的有害气体产生的主要来源之一 3.交通污染主要来自两个方面： ?一是汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳、氮氧化合物等； ?二是在原料运输过程中．由于某些原料的泄漏及直接向空排放而造成的污染氮氧化物的危害 1.腐蚀作用氮氧化物遇到水或水蒸气后能生成一种酸性物质，对绝大多数金属和有机物均产生腐蚀性破坏。它还会灼伤人和其它活体组织，使活体组织中的水份遭到破坏，产生腐蚀性化学变化。 2.对人体的毒害作用它们和血液中的血色素结合，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹。吸入气管中会产生硝酸,破坏血液中血红蛋白，降低血液输氧能力，造成严重缺氧。而且据研究发现，在二氧化氮污染区内，人的呼吸机能下降，尤其氮氧化物中的二氧化氮可引起咳嗽和咽喉痛，如果再加上二氧化硫的影响，会加重支气管炎、哮喘病和肺气肿，这使得呼吸器官发病率增高。与碳氢化合物经太阳紫外线照射，会生成一种有毒的气体叫光化学烟雾。这些光化学烟雾，能使人的眼睛红痛，视力减弱，呼吸紧张，头痛，胸痛，全身麻痹，肺水肿，甚至死亡 3.对植物的危害一氧化氮不会引起植物叶片斑害，但能抑制植物的光合作用。而植物叶片气孔吸收溶解二氧化氮，就会造成叶脉坏死，从而影响植物的生长和发育，降低产量。如长期处于2—3ppm的高浓度下，就会使植物产生急性受害 4.对环境的污染

对燃气燃烧产生氮氧化物污染的控制与清除

对燃气燃烧产生氮氧化物污染的控制与清除 1002班樊森彬 20100241 摘要：燃气燃料燃烧过程中，为了满足环保要求，最复杂的问题就是如何降低氮氧化物的生成量。当采用高温预热空气时，一方面可使单位燃耗降低，从而污染物排放量相应减少；另方面可使局部火焰温度升高而使NOx 生成的燃烧方式，一是采用烟气再循环燃烧法；二是采用两段式燃烧法；或者二者结合起来。本文就针对于燃气燃烧产生氮氧化物生成因素进行分析，以达到控制与降低氮氧化物生成量的目的。关键词：燃气燃烧，氮氧化物，环保正文：1、氮氧化物的性质与危害氮氧化物是常见的空气污染物，通常指一氧化氮和二氧化氮，常以N02表示。一氧化氮是一种无色无味的气体，微溶于水。在空气中能迅速变为二氧化氮。二氧化氮有刺激性，在室温下为红棕色，具有较强的腐蚀性和氧化性，易溶于水，在阳光作用下能形成NO及03。在氮氧化物高污染区(空气中氮氧化物质量浓度约在0.20mg／m3)儿童肺功能和呼吸系统疾病发病率均相对较高。国外调查表明，使用煤气家庭患有呼吸系统症状和疾病的儿童比例增加，且儿童肺功能明显降低。氮氧化物对人体产生危害作用的阈质量浓度为0.31～0.62mg／m3。 2、氮氧化物生成机理烟气中的NOx主要是NO，约占90％左右，排入大气后部分再氧化成NO2，故研究NOx的生成机理，主要是研究NO的生成机理。NO的生成形式有燃料型、温度型和快速温度型三种。燃烧过程生成的NO，主要是温度型NO(T—NO)，还有一部分快速温度型NO(P—NO)，亦称瞬时NO。 T—NO生成机理：T—NO是空气中的氮气和氧气在高温下生成的，其生成机理是由前苏联科学家Zeldvich于1964年提出的。当燃气和空气的混合气燃烧时，生成NO的主要反应过程如下： N2+O＝NO+N N+O2=NO+O⑵ 按化学反应动力学方程和Zeldvich的实验结果，NO的生成速度可以表示为： ⑶ 式中：[NO]，[N2]，[O2]-NO，N2，O2的浓度(gmol/cm2) t一时间(s) T一反应绝对温度(K) R一通用气体常数(J／gmol．K) 对氧气浓度大，燃料少的预混合火焰，用(3)式计算的NO生成量，其计算结果与实际结果相当一致。但在小于化学当量比，即燃料过浓时，还存在下述反应：N+OH=NO+H 从(3)式可知，NO生成速度与T、[N2]、[O2]有关，由于燃气在空气中燃烧时，氮气浓度变

NOX形成机理,如何控制NOX浓度

NOX形成机理,如何控制NOX浓度 1、NOx的危害：氮氧化物（NOx）是重要的空气污染物质，其产生的途径为燃烧火焰在高温下氮气与氧气的化合，以及燃料中的氮成分在燃烧时氧化而成。氮氧化物的环境危害有二种，在阳光的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物光化反应，造成光雾及臭氧之二次空气污染;此外氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。 2、NOx生成机理和特点 2.1 NOx生成机理在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种：（1）热力型NOx，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，即 O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O 在高温下总生成式为 N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2 随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T<1 500 ℃时,NO的生成量很少,而当T>1 500 ℃时,T每增加100 ℃,反应速率增大6~7倍。（2）快速型NOx，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NOx，其形成时间只需要60 ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。

（3）燃料型NOx，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NOx。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NOx。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NOx的形成也由气相氮的氧化和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。 2.2 NOx生成特点在这3种途径中,快速型NOx所占的比例不到5%，在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。由NOx的生成机理可以看出，NOx的生成及破坏与以下因素有关：⑴煤的燃烧方式、燃烧工况,其生成量依赖于燃烧温度水平；⑵煤种特性，如煤的含氮量，挥发份含量等； ⑶炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和CHi的含量；⑷燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。 3、降低NOx的主要控制技术降低NOx排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用低NOx 燃烧器以及通过燃烧优化调整，有效控制NOx的产生，从源头上减少NOx生成量；二级脱氮技术则是利用各种措施,尽可能减少已生成NOx的排放，属于烟气脱硝范畴，目前主要有两种成熟技术选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。 3.1、级脱氮技术 3.1.1、气分级 3.1.1.1、根据NOx的生成机理，燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。当过量空气系数α<1，燃烧区处于“缺氧燃烧”状态时,抑制NOx的生成量有明显效果[6]。根据这一原理，将燃料的燃烧过程分阶段完成，把供给燃烧区的空气量减少到全部燃

氮氧化物的计算方法

氮氧化物的计算方法燃烧产生的氮氧化物根实际燃烧条件关系密切，所以要准确估算是非常困难的。如果条件允许，尽量类比具备可比性同类型项目实测数据;在无实测情况下最好查阅相关书籍或相关研究成果计算方式，根据相关条件选择相近情况公式的计算结果准确率稍高，而且符合导则要求可找到依据出处;切记别拍脑袋。以下几种方法供大家参考。传统方法第一种方法: 《环境统计手册》-方品贤中的计算方法(第99和100页)和国家环保总局《关于排污费征收核定有关工作的通知》(环发[2003]64号)中氮氧化物的计算方法上述方法是一产生10m3烟气。致的，假设了燃烧1kg煤 GNOx=1.63×B×(N×β+0.000938) 氮氧化物排放量，kg; GNOx— B–消耗的燃煤(油)量，kg; N–燃料中的含氮量，%;《环境保护实用数据手册》-胡名操和《环境统计手册》-方品贤统计数据一致。取0.85%。 β—燃料中氮的转化率，%。取70% 计算燃烧1t煤产生氮氧化物量为18.64kg。第二种方法:根据N守恒，计算公式为:G,B×N/14×a×46 其中:G—预测年二氧化氮排放量; N—煤的氮含量(,)，取0.85,; a—氮氧化物转化为二氧化氮的效率(%)，取70%。

B—燃煤量。计算燃烧1t煤氮氧化物产生量为19.55 kg。第三种方法: 按照《环境保护实用数据手册》-胡名操中相关统计数据，工业锅炉燃烧1t煤产生的氮氧化物为9.08kg(第65页，表2-51);用烟煤作燃料，选锅炉铺撇式加煤产生的氮氧化物为7.5kg(第66页，表2-53);用无烟煤作燃料的锅炉燃烧，选可移动炉蓖产生的氮氧化物产生量为5kg(第67页，表2-57);美国典型的燃烧烟煤小型工业锅炉的氮氧化物7.5kg(第68页，表2-60)。第四种计算方法: 采用《产排污系数手册》第十册:按燃烧1t煤来计算: 烟煤-层燃炉:2.94kg;285.7mg/m3;(第240页) 锅炉燃烧氮氧化物排放量燃料燃烧生成的氮氧化物量可用下式核算: GNOx,1.63B(β?n+10,6Vy?CNOx) 式中:GNOx ~燃料燃烧生成的氮氧化物(以NO2计)量(kg); ); B ~煤或重油消耗量(kg β ~燃烧氮向燃料型NO的转变率(%)，与燃料含氮量n有关。普通燃烧条件下，燃煤层燃炉为25~50%(n?0.4%)，燃油锅炉为32~40%，煤粉炉取20~25%; n ~燃料中氮的含量(%); Vy ~燃料生成的烟气量(Nm3,kg); CNOx ~温度型NO浓度(mg,Nm3)，通常取70ppm，即93.8mg,Nm3。固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范,试行,,HJ/T 373-2007, 中核定氮氧化物排放量 5.3.5 核定氮氧化物排放量

氮氧化物的产生无非三个途径：

氮氧化物的产生无非三个途径： 1)热力型NOX:是空气中氮在高温(1 400℃以上)下氧化产生; 2)快速型NOX:是由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基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NOx; 3)燃料型NOX:是燃料中含氮化合物在燃烧中氧化生成的NOx,称为燃料型NOx。一、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。二、热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOX,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取: (1)减少燃烧最高温度区域范围; (2)降低锅炉燃烧的峰值温度; (3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成: 低过量空气燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOX的生成。这是一种最简单的降低NOX排放的方法。一般可降低NOX排放15~20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使锅炉燃烧效率下降。因此,在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数。以上哪个理论也不粘到佛山工厂的边，因为我们的炉温只有800度，我们烟气的氧含量确实较高，但一直是9～15%，以往没有，现在却就有；即使是鼓风大、烟气氧含量较高引起，但消除这个因素也只能形成25%的下降空间。或许煤有问题。南海燕京啤酒同样的锅炉烟气氧含量只有8%，炉温有上千度，他们的氮氧化物的浓度也只有100多，看看我们只有找上海四方锅炉厂。靠我们自己可能解决不了问题。高科

氮氧化物的计算

LS的是一种途径。此外，《排污收费制度》P122页中燃料（固体和液体燃料）中的N和输入空气中的N，在燃烧时会产生NOｘ，一般在燃烧时产生的NOｘ中的约90% 为NO ，其余主要是NO2。燃料燃烧时产生氮氧化物量可用下列公式估算： GNOｘ= 1.63 ×B ×（N ×β+ 0.000938） GNOｘ—氮氧化物排放量，kg ； B –消耗的燃煤（油）量，kg ； N –燃料中的含氮量，%，见表7 ； β—燃料中氮的转化率，%，见表8。表7 燃料中氮的含量燃料名称含氮质量百分比（%）数值平均值煤 0.5—2.5 1.5 劣质重油 0.2—0.4 0.2 一般重油 0.08—0.4 0.14 劣质轻油 0.005—0.08 0.02 表8 燃料中氮的NOｘ转化率炉型 NOｘ的转化率（%）层燃煤 50 煤粉炉 25 燃油炉 40 不同燃料、不同炉型燃烧时氮氧化物产污系数见表9。表9 不同燃料、不同炉型燃烧时氮氧化物产污系数（kg/t煤）燃料及炉型含氮量（%） NOｘ的转化率（%） GNOｘ层燃煤 1.5 50 13.8 煤粉炉 1.5 25 7.6 劣质重油 0.2 40 2.8 一般重油 0.14 40 2.4 劣质轻油 0.02 40 1.7 燃料燃烧可以用以下计算： GNOｘ= 1.63 ×B ×（N ×β+10—https://www.360docs.net/doc/83904133.html,ox） GNOｘ—氮氧化物排放量，kg ； B –消耗的燃煤（油）量，kg ； N –燃料中的含氮量，%，见表7 ； β—燃料中氮的转化率，燃煤层燃为25%—50% （N≥0.4%），粉煤炉取20%—25%

Vy——燃料生成的烟气量（Nm3/Kg） Cnox——温度型NO 的浓度（mg/Nm3）通常取70ppm 既是93.8 mg/Nm3。高人总结了几种计算氮氧化物的计算方法第一种方法：《环境统计手册》-方品贤中的计算方法（第99和100页）和国家环保总局《关于排污费征收核定有关工作的通知》（环发[2003]64号）中氮氧化物的计算方法上述方法是一致的，假设了燃烧1kg煤产生10m3烟气。 GNOx=1.63×B×（N×β+0.000938） GNOx—氮氧化物排放量，kg； B–消耗的燃煤（油）量，kg； N–燃料中的含氮量，%；《环境保护实用数据手册》-胡名操和《环境统计手册》-方品贤统计数据一致。取0.85%。 β—燃料中氮的转化率，%。取70% 计算燃烧1t煤产生氮氧化物量为18.64kg。第二种方法：根据N守恒，计算公式为：G＝B×N/14×a×46 其中：G—预测年二氧化氮排放量； N—煤的氮含量（％），取0.85％； a—氮氧化物转化为二氧化氮的效率（%），取70%。 B—燃煤量。计算燃烧1t煤氮氧化物产生量为19.55 kg。第三种方法：按照《环境保护实用数据手册》-胡名操中相关统计数据，工业锅炉燃烧1t煤产生的氮氧化

氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理.

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0.5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。 2热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOx,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取: (1减小燃烧最高温度区域范围; (2降低锅炉燃烧的峰值温度; (3降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:

NOx生成及控制措施

一概述中国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能源中占75％，其中84％以上是通过燃烧方法利用的。煤燃烧所释放出废气中的氮氧化物(NOx)，是造成大气污染的主要污染源之一。氮氧化物(NOx)引起的环境问题和人体健康的危害主要有以下几方面：氮氧化物(NOx)的主要危害： (1)NOx对人体的致毒作用，危害最大的是NO2，主要影响呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿等疾病；(2)NOx对植物的损害；(3)NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物；(4)NOx与碳氢化合物可形成光化学烟雾；(5)NOx参与臭氧层的破坏。 (2)不同浓度的NO2对人体健康的影响二、燃煤锅炉NOx生成机理氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，其中NO 和NO2是重要的大气污染物，另外还有少量N2O。我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。

煤的燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx ）主要是一氧化氮（NO ）和二氧化氮（NO2），在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。燃烧形成的NOx 生成途径主要由以下三个：为燃料型、热力型和快速型3种。其中快速型NOx 生成量很少,可以忽略不计。 1. 热力型NOx 指空气中的氮气（N2）和氧(O2)燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO 和NO2的总和，其总反应式为： 2 2222NO O NO NO O N ?+?+ 当燃烧区域温度低于1000℃时，NO 的生成量较少，而温度在1300℃—1500℃时，NO 的浓度约为500—1000ppm ，而且随着温度的升高，NOx 的生成速度按指数规律增加，当温度足够高时热力型NOx 可达20%。因此，温度对热力型NOx 的生成具有绝对性的作用，过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx 的生成有很大影响。根据热力型NOX 的生成过程，要控制其生成，就需要降低锅炉炉膛燃烧温度，并避免产生局部高温区，以降低热力型NOX 的生成。 2. 燃料型NOx 燃料型NOx 的生成是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化反应而生成的NOx ，称为燃料型NOx 。燃煤电厂锅炉中产生的NOx 中大约75%～90%是燃料型NOx ，因此燃料型NOx 是燃煤电厂锅炉产生NOx 的主要途径。研究燃料型NOx 的生成和破坏机理，对于控制燃烧过程中NOx 的生成和排放，具有重要的意义。在燃料燃烧生成NOx 的过程中，

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。 2）热力型NOx：是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOx，产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性；然后是高的氧浓度，要减少热力型NOX的生成，可采取：（1）减小燃烧最高温度区域范围; （2）降低锅炉燃烧的峰值温度; （3）降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。具体来说，就是在保证锅炉燃烧安全的前提下，采取以下措施来减少氮氧化物的生成： 1、低过量空气燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15~20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下)，会增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，使锅炉燃烧效率下降。因此，在锅炉运行时，应选取最合理的过量空气系数。 2、空气分级送入炉膛

燃料燃烧过程中NOx产生的机理

燃烧过程中NOx生成机理 1本文介绍燃料燃烧过程中NOx产生的机理和危害，我国电站锅炉还未有Nox排放标准．四角切圆燃烧锅炉有利于降低NOx生成和控制NOx排放，适合我国国情，电站锅炉采用低NOx燃烧是一投入少，见效快的发展道路。关键词：四角切圆燃烧降低NOx生成控制NOx排放 0前言当今世界对电站锅炉产生的有害排放物作为一个重要控制指标，世界发达国家均已制定了电站锅炉NOx排放标准，美国已建电站锅炉NOx排放规定：气体燃料： 86g／GJ 油： 129g／GJ 煤：切圆燃烧 193g／GJ 墙式燃烧 215 g／GJ 新建电站锅炉NOx排放在某些地区必须达到50g／GJ。对达不到标准的要受到严厉的处罚，直至关闭。我国现在还没有电站锅炉NOx排放标准和连续测量NOx排放的装置。现按引进技术制造设置顶部风(即OFA)的1025t／h控制循环锅炉在性能考核期内，NOx排放值：吴径热电厂为152g ／GJ，石横发电厂为225g/GJ，其他较多锅炉还未得到控制。氮氧化物主要以NO、N02、N2O、N203、N204、N205等形式出现，统称为NOx。在空气中，NO浓度越大，毒性越强，N02的毒性更大。它很易与人体和动物血液中的血色素混合夺取氧分，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹症，N02还强烈刺激呼吸器管粘膜，引起肺部疾病。还对入体的心、肝、肾脏及造血组织有损害，严重时会导致死亡。 NO和N02会破坏同温层中的臭氧层，使其失去对紫外光辐射的屏蔽作用，危害地面生物。大气中有NOx与Sox、粉尘共存，生成硫酸或硫酸盐溶液和硝酸或硝酸盐溶液，形成酸雨。由于NOx对人类和自然界存在危害，必须控制NOx的生成和排放。我国也应参照先进国家的经验，尽早制定出符合国情的火电站锅炉NOx排放标准。 1 NOx的生成及控制 NOx大多在各种燃料的燃烧过程中产生的，其中NO约占NOx总量的90％-95％，在大气中会迅速氧化成毒性更大的NO2 燃料燃烧中生成的NOx有“热力型”和“燃料型”两种：

氮氧化物的计算方法

燃烧产生的氮氧化物根实际燃烧条件关系密切，所以要准确估算是非常困难的。如果条件允许，尽量类比具备可比性同类型项目实测数据；在无实测情况下最好查阅相关书籍或相关研究成果计算方式，根据相关条件选择相近情况公式的计算结果准确率稍高，而且符合导则要求可找到依据出处；切记别拍脑袋。以下几种方法供大家参考。传统方法第一种方法：《环境统计手册》-方品贤中的计算方法（第99和100页）和国家环保总局《关于排污费征收核定有关工作的通知》（环发[2003]64号）中氮氧化物的计算方法上述方法是一致的，假设了燃烧1kg煤产生10m3烟气。 GNOx=1.63×B×（N×β+0.000938） GNOx—氮氧化物排放量，kg； B–消耗的燃煤（油）量，kg； N–燃料中的含氮量，%；《环境保护实用数据手册》-胡名操和《环境统计手册》-方品贤统计数据一致。取0.85%。 β—燃料中氮的转化率，%。取70% 计算燃烧1t煤产生氮氧化物量为18.64kg。第二种方法：根据N守恒，计算公式为：G＝B×N/14×a×46 其中：G—预测年二氧化氮排放量； N—煤的氮含量（％），取0.85％； a—氮氧化物转化为二氧化氮的效率（%），取70%。 B—燃煤量。计算燃烧1t煤氮氧化物产生量为19.55 kg。第三种方法：按照《环境保护实用数据手册》-胡名操中相关统计数据，工业锅炉燃烧1t煤产生的氮氧化物为9.08kg（第65页，表2-51）；用烟煤作燃料，选锅炉铺撇式加煤产生的氮氧化物为7.5kg（第66页，表2-53）；用无烟煤作燃料的锅炉燃烧，选可移动炉蓖产生的氮氧化物产生量为5kg（第67页，表2-57）；美国典型的燃烧烟煤小型工业锅炉的氮氧化物7.5kg（第68页，表2-60）。第四种计算方法：采用《产排污系数手册》第十册：按燃烧1t煤来计算：烟煤-层燃炉：2.94kg；285.7mg/m3；（第240页）

氮氧化物的形成及控制

氮氧化物的形成及控制技术孙铁朦（中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙，410083）摘要：随着我国经济的快速发展和能源生产与消费量的急速增长，氮氧化物排放量也随之增加。有关研究表明，氮氧化物排放加剧了大气酸沉降、光化学烟雾和城市灰霾的污染。由于氮氧化物可以在大气层中长距离输送，引起的全球性或区域性污染问题也日渐突出。如果对此不加以控制，氮氧化物的持续增加将会明显抵消掉二氧化硫减排所取得的重大环境效益。我国氮氧化物排放控制还处于起步阶段，氮氧化物排放控制技术有待进一步普及，并提出氮氧化物排放治理的一些方法。关键词：氮氧化物；危害；控制技术。 The formation of nitrogen oxide and control technology Sun tie meng (School of Energy Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: With the rapid growth of China's rapid energy production and consumption,nitrogen oxide emissions have increased. The study showed that nitrogen oxide emissions contribute to atmospheric acid deposition,photochemical smog and urban haze pollution. Due tolong-range transport of nitrogen oxides in the atmosphere which caused by global or regional pollution problems have become increasingly prominent. If this is left unchecked, the continued increase of the nitrogen oxides will be significantly offset by the significant environmental benefits achieved by the sulfur dioxide emission reduction. Due to nitrogen oxides emission reduction program in china is still in its initial stages,nitrogen oxide control technology needs further popularization and provide some methods on nitrogen oxide emission control. Key words:nitrogen oxide;damage:control technology. 1前言氮氧化物是大气中主要的气态污染物之一，包括多种化合物,如氧化亚氮(N O)、一氧化 2 )、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。其中氮(NO)、二氧化氮(NO 2 N2O3、N2O4、N2O5很不稳定,常温下很容易转化成NO和NO2。大气中含量较高的氮氧化物主O、NO和NO2。其中,NO和NO2是大气中主要的氮氧化物。要包括N 2 自然界中的NOx主要来自雷电,森林草原火灾，氧化大气中的氮和土壤中微生物的消化作用，这些氮氧化物在大气系统中均匀分散,并参加在环境中的氮循环。人类活动产生的氮

氮氧化物排放量计算

锅炉燃烧氮氧化物排放量燃料燃烧生成的氮氧化物量可用下式核算： GNOx＝1.63B（β·n+10－6Vy·CNOx）式中：GNOx ~燃料燃烧生成的氮氧化物（以NO2计）量（kg）； B ~煤或重油消耗量（kg）； β ~燃烧氮向燃料型NO的转变率（%），与燃料含氮量n有关。普通燃烧条件下，燃煤层燃炉为25~50%（n≥0.4%），燃油锅炉为32~40%，煤粉炉取20~25%； n ~燃料中氮的含量（%）； Vy ~燃料生成的烟气量（Nm3／kg）； CNOx ~温度型NO浓度（mg／Nm3），通常取70ppm，即93.8mg／Nm3。第一种方法：《环境统计手册》-方品贤中的计算方法（第99和100页）和国家环保总局《关于排污费征收核定有关工作的通知》（环发[2003]64号）中氮氧化物的计算方法上述方法是一致的，假设了燃烧1kg煤产生10m3烟气。 GNOx=1.63×B×（N×β+0.000938）

GNOx—氮氧化物排放量，kg； B–消耗的燃煤（油）量，kg； N–燃料中的含氮量，%；《环境保护实用数据手册》-胡名操和《环境统计手册》-方品贤统计数据一致。取0.85%。 β—燃料中氮的转化率，%。取70% 计算燃烧1t煤产生氮氧化物量为18.64kg。第二种方法：根据N守恒，计算公式为：G＝B×N/14×a×46 其中：G—预测年二氧化氮排放量； N—煤的氮含量（％），取0.85％； a—氮氧化物转化为二氧化氮的效率（%），取70%。 B—燃煤量。计算燃烧1t煤氮氧化物产生量为19.55 kg。第三种方法：按照《环境保护实用数据手册》-胡名操中相关统计数据，工业锅炉

NOx的生成机理

随着我国实行可持续发展的战略，经济建设和环境的协调发展已成为可持续发展的一项重要内容，因此环境保护已成为当前和今后一项任重而道远的工作。在燃煤电厂排放的大气污染物中，氮氧化物（NOx）因为对生态环境和人体健康的危害极大，且难以处理，所以成为重点控制排放的污染物之一。由于环保滞后，特别是治理资金的匮乏，我国对NOx的治理还很有限，因此通过燃烧调整来减少燃煤电厂污染物的排放，特别是NOx的排放，具有积极的意义。 1NOx的生成机理 NOx主要指NO和NO2，其次是N2O3，N2O，N2O4和N2O5。在发电厂锅炉的煤粉燃烧过程中，NOx的形成途径主要有两条：一是有机地结合在煤中的氮化物在高温火焰中发生热分解，并进一步氧化而生成NOx；二是供燃烧用的空气中的氮在高温状态与燃烧空气中的氧发生化合反应而生成NOx。在煤粉锅炉生成的NOx中，主要是NO，约占95%，而NO2仅占5%左右，N2O3，N2O，N2O4和N2O5的量很少。NOx的生成量与锅炉的容量、结构、燃烧设备、煤种、炉内温度水平和氧量、运行方式等有关。煤燃烧过程中所生成的NOx有三种类型，即热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。 1.1热力型NOx的生成热力型NOx是燃烧空气中的氮在高温下氧化而成的。其生成机理是由前苏联科学家捷里道维其（Zeldovich）提出的，按这一机理，热力型NOx的生成主要由以下链锁反应来描述：式中：t——反应时间； T——反应温度； c(NO)——NO的浓度； c(O2)——O2的浓度； c(N2)——N2的浓度。由上式可以看出，影响热力型NOx生成量的主要因素有燃烧反应的温度、氧气浓度和反应时间，而且温度对热力型NOx的生成影响最大。实际上在1 350 ℃以下，热力型NOx 生成量很少，但随着温度的上升，热力型NOx生成量迅速增加，温度达1 600 ℃以上时，热力型NOx占NOx生成总量的25%～30%。 1.2燃料型NOx的生成燃料型NOx占煤粉锅炉NOx生成总量的70%～80%。一般认为，燃料型NOx是燃料中的氮化合物在燃烧过程中发生热分解，并进一步氧化而生成的，同时还存在NO的还原反应。燃料型NOx的生成和还原机理相当复杂，至今仍无法解析清楚。燃料型NOx的生成可用下式表示：

氮氧化物生成的类型

氮氧化物生成的类型：热力型NOx:主要是在温度高于1500℃时 ,空气中的N2和O2反应而生成。燃料型NOx: 是燃料和原料中的氮氧化而生成的。煤中氮主要以有机形态赋存，氮含量约为0.5%～2.5%；原料中氮含量主要以 NH4 +形式存在于有机组分中，由天然原料配成的生料中，NH4 +含量约为80～200g/t。瞬时型NOx: 是碳氢类燃料在过剩空气系数α1的富燃料条件下 ,碳氢化合物和 N2在火焰面内快速反应而生成。氮氧化物生成量水泥熟料烧成过程中，回转窑窑头使用大约整个系统用煤量的40%，产生的NOx约750～1200ppm；经过分解炉的相关作用，出预分解系统的NOx约为600～700ppm 。烧成系统平均排放浓度为650ppm。相当一部分新型干法水泥生产线NOx排放浓度超过这个平均数据。超标原因：燃料品质；原材料配料，操作参数及操作稳定性等 1.回转窑部分NOx生成类型和生成量的主要因素烧成温度的影响回转窑主燃烧器火焰温度高达1700～2000 ℃，这种量级的火焰温度会促使热力型 NOx大量生成。研究表明，当温度高于1500℃时，温度每上升100℃，热力型NOx的反应速率就会增长6--7倍。火焰形状的影响根据定性判断,火焰形状拉长，可以降低高温点温度，减少热力型NOx生成量。但过长的火焰会降低高温区烧成温度，从而影响水泥熟料质量（游离钙高，合格率降低）。废气在窑内的停留时间在热能流量相同的条件下，窑截面空气流量越大，燃烧气体在高温区的停留时间越短，形成的NOx量越少。因此缩短烟气在燃烧器出口端附近高温区停留时间,可减少氧分子和氮分子的氧化反应机率，从而可降低 NOx的生成量。过剩空气系数在热能流量相同的条件下，窑截面空气流量越大，燃烧气体在高温区的停留时间越短，形成的NOx量越少。因此缩短烟气在燃烧器出口端附近高温区停留时间,可减少氧分子和氮分子的氧化反应机率，从而可降低 NOx的生成量。煤粉的水分和细度二次风的含尘量 2.预热预分解系统NOx生成类型和生成量的主要因素分解炉和窑尾上升管道区域 ,燃料燃烧温度约为950～1200℃，在此温度范围内，基本不产生热力型NOx。但是由于分解炉内的温度主要在800℃左右，而在这个温度下，主要生成燃料型NOx（包含生料）。

氮氧化物控制原理及技术

氮氧化物排放控制原理及新技术中国环境学会 2011年03月31日李俊华，陈亮，常化振，郝吉明清华大学环境科学与工程系 (通讯地址：清华大学环境系，100084，Tel：62771093，email：lijunhua@https://www.360docs.net/doc/83904133.html,) 摘要：NOx排放量逐年增加，造成区域酸沉降趋势不断恶化，大气中二次颗粒物臭氧（O3）和微细可吸入颗粒物（PM2.5）居高难下，严重影响人体健康和生态环境质量。本文介绍了我国NOx排放趋势,重点讨论了NOx控制原理及关键控制技术的研究进展。基于目前烟气脱硝技术存在的问题，提出了脱硝催化剂原材料和制备工艺国产化、针对我国不同煤种研究催化剂适应性的问题，以及下一步燃煤烟气协同污染控制最新研究方向。关键词：氮氧化物，燃煤烟气，稀燃汽车，排放，脱硝催化剂，协同控制 1 我国NOx排放现状《国家环境保护“十一五”规划》提出确保实现SO2减排目标，实施燃煤电厂脱硫工程，实施酸雨和SO2污染防治规划，重点控制高架源的SO2和NOx排放，综合改善城市空气环境质量。随着“十一五”期间对电厂实施烟气脱硫效果明显，大气SO2浓度及硫沉降均有所下降。但NOx作为一类主要的大气污染物，在我国其排放量仍在增加，不仅对人体健康造成直接危害，同时也不仅会造成空气中NO2浓度的增加、区域酸沉降趋势不断恶化，还会使对流层O3浓度增加，并在空气中形成微细颗粒物（PM），影响大气环境质量[1,2]。我国以煤为主的能源结构和发电结构，使得燃煤成为NOx的最大来源，全国NOx排放量的67%来自煤炭燃烧，其中燃煤电厂是NOx排放的最大分担者。2007年全国NOx排放量为1643.4万吨，工业排放NOx1261.3万吨，其中火电厂排放811万吨，占全国NOx排放量的49.4%，占工业NOx排放的64.3%[3]。今年NOx排放量将达到1800万吨，未来若无控制措施，NOx排放在2020年将达到3000万吨以上，届时我国将成为世界上第一大NOx排放国，污染将进一步加重，污染进一步加重。我国于2004年1月1日起执行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2003），将新建燃煤电厂的氮氧化物的排放浓度控制在450mg/Nm3。对于氮氧化物污染严重和环境容量有限的经济发达地区，当地政府提出了更高的排放要求，如北京为了迎接2008年奥运会，将NOx排放标准严格到100mg/Nm3。因此针对重点源开展NOx排放控制原理及新技术的研究变得十分必要和迫切。