第八章燃烧过程污染生成机理
煤粉燃烧器燃烧过程中的NOx生成机理研究
煤粉燃烧器燃烧过程中的NOx生成机理研究煤粉燃烧是一种常见的能源转化方式，可以为工业生产和居民供暖提供大量的热能。
然而，煤粉燃烧过程中生成的氮氧化物（NOx）是一种重要的大气污染物，对大气环境和人体健康产生负面影响。
因此，研究煤粉燃烧器燃烧过程中NOx生成的机理，对于减少大气污染、改善空气质量具有重要意义。
NOx是指一类氮氧化物，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
在煤粉燃烧器燃烧过程中，NOx的生成主要是由两个主要反应路径引起的：热力生成途径和燃料成分生成途径。
首先，热力生成途径是指NOx生成与燃烧温度有关。
这个途径中，NOx的生成主要发生在大气氮气的三体反应中，该反应需要高温才能发生。
在煤粉燃烧中，燃料燃烧的高温区域通常是在燃烧器的燃烧区域。
燃烧室中的高温条件促使氮气分子发生不完全的氧化反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
其次，燃料成分生成途径是指NOx生成与燃料中的氮化物有关。
煤粉燃烧过程中，煤中的氮在相对较低的温度下，与燃料中的氢或氧发生反应，生成氨和硝酸盐。
这些氮化物在燃烧气氛中进一步氧化，生成NOx。
此外，煤中的有机氮也会发生同样的氧化反应。
因此，烟气中产生的NOx含量与煤中的氮含量、煤的粒度以及燃烧过程中的温度和氧浓度等因素有关。
针对上述机理，研究人员通过实验和数值模拟等手段进行了深入研究。
实验方面，通过调节燃烧温度、氧浓度等条件，并对生成的燃烧产物进行分析，可以获得在不同条件下NOx生成特点。
数值模拟方面，基于流体力学、化学动力学等原理，建立了煤粉燃烧过程的模型，模拟了燃烧过程中的温度场、浓度场等参数，从而预测和优化煤粉燃烧器的设计。
在实验研究中，一些控制措施和技术被提出，以减少煤粉燃烧过程中NOx的生成。
其中包括燃烧器高效低氮燃烧技术、循环燃烧技术和SNCR（选择性非催化还原）技术等。
这些措施通过改变燃烧室的设计、调整燃烧参数、添加NOx还原剂等方式，有效降低了煤粉燃烧过程中NOx的生成。
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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烧结过程中氮氧化物生成机理及控制
1.燃料型NOx指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化－还原反应而生成 NOx，它是 煤燃烧过程NOx生成的主要来源。反应机理：
2.燃料型NOx既受燃烧温度、过量空气系数、煤种、煤颗粒大小等影响同时 也受燃烧过程中燃料－空气混合条件的影响以及高温下的自由基。 3.控制方法（1）通过改变煤或其它化石燃料的燃烧条件，从而减少燃料型 NOx的生成量，即燃烧过程中NOx的脱除；（2）对燃烧后的含NOx的烟气 进行 烧结一般属于这种类型
燃烧方式的改进通常是一种相对简便易行的减少NOx排放的措施 ，但这种措施 会带来燃烧效率的降低，不完全燃烧损失增加，而且NOx的脱除率也不够高， 因此随着环保要求的不断提高，燃烧的后处理越来越成为必然。
二级污染预防措施是指在NOx的生成后的控制措施，即对燃烧后产生的含NOx 的烟气(尾气)进行脱氮处理，又称为烟气脱硝（Flue gas deNOx）或废气脱硝
热力型NOx源于在燃烧过程中空气中的N2被氧化而成NO，它主要产生于温度高于1800K的高温区，其反应机理： N2＋O＝NO＋N N＋O2＝NO＋O N＋OH＝NO＋H 分子氮比较稳定，它被氧原子氧化为NO的过程需要较大的活化能，整个反应的速度决定于第一式的反应速度。 氧原子在反应中起活化链的作用，它来源于高温下O2的分解。 2. 热力型NOx的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加，热力型NOx的浓度增加。
2018年1月21日星期W
光化学反应使NO2分解为NO和O3，大气中臭氧对人体健康十分有害。 光化学烟雾中对植物有害的成分主要为臭氧和氮氧化合物：臭氧浓度超 过0.1ppm时便对植物产生危害。NO2浓度达1ppm时，某些植物便会受 害。 氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。
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增加。当T<1500oC时,NO的 生成量很少,而当T>1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大6-7倍。 因烧结温度低于1500℃，一般不宜产生。
关于锅炉燃烧NOx生成机理及调整控制方法
关于锅炉燃烧NOx生成机理及调整控制方法锅炉燃烧产生的NOx可分为热力型、燃料型和快速型三种，热力型、燃料型和快速型NOx在煤粉燃烧时会同时生成。
但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。
热力型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，其次是高的氧浓度，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。
燃料型NOx是燃料内含氮在燃烧过程中成离子析出与含氧物质反应形成NOx，或与含氮物质反应又成氮分子。
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。
根据NOx的生成机理，在燃烧器设计上采用了SOFA和OFA分级燃烧技术的同时，还采用了煤粉浓淡分离技术，尽可能抑制NOx的生成。
另外，我厂锅炉在高负荷时产生的NOx降低、低负荷时升高的情况，原因主要是由于负荷降低时，各层燃烧器煤粉浓度降低，炉膛内局部还原性气氛减弱，引起NOx产生增加。
根据NOx产生的机理，从降低排放NOx浓度方向，提出以下调整方法：1.根据NOx产生机理，以下调整主要通过燃烧、配风等方式的改变来减少NOx的生成。
但可能造成汽温的变化时，应通过燃烧器摆角的调整来调节汽温；2.提高炉膛与风箱差压，满负荷时0.65~0.75kPa，低负荷区段保持在0.4~0.55kPa。
高负荷开足上部OFA和SOFA风门挡板，关小周界风挡班开度至20%，除下部AA层挡板开度在60%，其余各层挡板开度30%；3.经常检查氧量测点及标定表计，并根据总风量以及送风机的电流、开度等，判断炉内燃烧是否正常，在保证燃烧安全的前提下，尽量维持低氧量燃烧，对降低NOx排放有利；4.调整各层煤量，最下层和最上层的煤量要少于中间两层10~15%，如果总煤量是120T/h，则B：28 T/h、C：32 T/h、D：32 T/h、E：28 T/h，并且根据各层煤量，按规程控制磨的出口温度；5.在减少漏煤、飞灰和炉渣的含碳量，且不明显增加磨煤机电耗的情况下，调整煤粉细度，A、E两层R90=19%，其余各层R90=24%，如果磨煤机有较大裕量，还可以适当减小细度，以增加煤粉初期的低氧燃烧生成还原性强的CO，以抑制NO的形成。
燃料燃烧过程中NOx产生的机理和危害
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：“热力型NOx”----由空气中的氮气在高温下与氧化合而成。
燃烧过程中氮氧化物的形成机理
燃烧过程中氮氧化物的形成机理一、引言随着工业化的快速发展，燃烧过程在人类生活中扮演着越来越重要的角色。
燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)对环境和人类健康造成了极大的危害。
因此，研究燃烧过程中氮氧化物的形成机理，对于减少污染物排放、保护环境具有重要意义。
本文将从理论角度出发，详细阐述燃烧过程中氮氧化物的形成机理。
二、燃烧过程中氮氧化物的形成1.1 氮氧化物的形成途径氮氧化物主要由两种形式存在：一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
在燃烧过程中，这两种氮氧化物的形成途径如下：(1)燃料中的氮元素与氧气在高温下反应生成一氧化氮(NO):N2 + O2 → 2NO(2)一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮(NO2):2NO + O2 → 2NO21.2 影响燃烧过程中氮氧化物形成的主要因素燃烧过程中氮氧化物的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：(1)燃料特性：燃料中的氮含量、燃料中的硫含量、燃料中的微粒直径等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，含氮量较高的燃料在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大；含硫量较高的燃料在燃烧过程中容易产生硫酸盐型氮氧化物；微粒直径较小的燃料在燃烧过程中更容易形成NOx。
(2)空气特性：空气的温度、湿度、氧气浓度等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，空气温度较高、湿度较低、氧气浓度较高时，燃烧过程中氮氧化物的形成可能性较大。
(3)燃烧器结构：燃烧器的形状、尺寸、材料等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，火焰较宽、焰心较高的燃烧器在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大。
三、燃烧过程中氮氧化物的形成机理分析2.1 燃料中的氮元素与氧气的反应燃料中的氮元素主要来源于化石燃料，如煤、石油、天然气等。
这些燃料在燃烧过程中，氮元素与氧气发生反应生成一氧化氮(NO)。
这一过程是一个经典的化学反应，其反应式为：N2 + O2 → 2NO在这个反应过程中，燃料中的氮元素和氧气的原子数之比决定了一氧化氮(NO)的产率。
森林火灾过程中大气污染物生成机制
森林火灾过程中大气污染物生成机制森林火灾是一种灾害性的自然现象，不仅给人类社会和自然环境造成巨大的破坏，还对大气质量产生显著的影响。
在森林火灾过程中，大量的烟雾和燃烧排放物进入大气中，引起了严重的大气污染，对人类的健康和生态系统的平衡造成了巨大威胁。
本文将重点探讨森林火灾过程中大气污染物的生成机制。
森林火灾燃烧排放物主要由两个方面的来源组成：活生物和木材。
首先，森林中的活生物，如树木、枯枝落叶和地上植被，在火灾时燃烧产生大量的烟雾和有毒气体。
这些物质包括一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）、硫化物（SOx）、有机碳（OC）和颗粒物（PM）。
其次，木材燃烧排放物主要来自于火灾焚烧物，包括树干、树叶、树病虫害木材等。
这些物质在燃烧过程中发生气化、燃烧和冷凝，生成多种有害物质，如二苯并呋喃（PAHs）、多环芳烃（PCBs）、多溴联苯醚（PBDEs）等。
这些有害物质在大气中存在时间较长，具有较强的毒性和生物蓄积性，对生态系统和人类健康造成潜在威胁。
森林火灾过程中大气污染物的生成机制包括燃烧过程中的两个阶段：前焚烧阶段和完全燃烧阶段。
在前焚烧阶段，即点燃之初，燃料表面温度开始升高，水分开始蒸发，燃料温度升高到300℃以上。
此时，燃料中含水量较多的部分开始失水，燃料中的挥发性有机化合物（VOCs）开始释放到大气中。
同时，一氧化碳和氮氧化物等有害气体的生成量也开始增加。
这些有害气体的生成主要是由于有机物分解和氧化反应引起的。
此外，温度升高对于树木中的杂质和化学物质也有影响，例如，树木中的酸性和碱性盐会在高温下分解并释放出一氧化碳和硫化物等有害气体。
在完全燃烧阶段，燃料中的有机物开始充分燃烧，生成大量的热量和灰烬。
此时，烟团开始升高，燃料表面温度升高到500℃以上，由于燃料中的有机物质的燃烧产生大量的二氧化碳和水。
同时，燃烧过程中生成的离子和气溶胶粒子与空气中的气体发生反应，形成硫酸盐、硝酸盐等各种污染物。
焦炉加热燃烧时氮氧化物的形成机理
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NON2+O2 = 2NONO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+NN+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的离解，也才能生成NO。
温区），才能发生O2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。
煤炭燃烧过程中污染物排放机理分析研究
煤炭燃烧过程中污染物排放机理分析研究一、前言煤炭是世界上最主要的能源之一，但是煤炭燃烧也伴随着大量的污染物排放，对环境和人类健康造成了严重的危害。
因此，如何控制煤炭燃烧过程中的污染物排放，成为了一个急需解决的问题。
本文旨在通过分析煤炭燃烧过程中污染物排放的机理，为控制煤炭燃烧排放污染物提供一些理论支持。
二、煤炭燃烧过程中的主要污染物排放1.二氧化碳二氧化碳是煤炭燃烧最主要的排放物，其释放量占到了全球温室气体排放总量的70%以上，是导致全球气候变暖的主要因素之一。
2.一氧化碳一氧化碳在煤炭燃烧过程中主要由不完全燃烧产生，特别是在高温烧炉和机动车尾气中含量较高。
一氧化碳的毒性很强，能与血红蛋白结合，使血液中的氧运输能力急剧下降，严重时可造成窒息死亡。
3.二氧化硫二氧化硫是煤炭燃烧排放的主要硫氧化物，它能够与水蒸气、雨水等相互作用，形成酸雨，造成大气环境和水环境污染。
4.氮氧化物氮氧化物是煤炭燃烧的另一类重要排放物，它们在大气中的存在时间较长，对大气环境和人类健康造成重要影响。
其中，氮氧化物还能与其他物质相互作用，形成二次污染物，如臭氧、硝酸和硫酸等。
5.颗粒物颗粒物是煤炭燃烧的主要污染物之一，能够影响人类健康，特别是细颗粒物的毒性更强。
颗粒物也能够与其他物质相互作用，导致雾霾和光化学烟雾等严重空气污染。
三、煤炭燃烧过程中污染物产生的机理1.燃料特性燃料中的硫、氮、灰分等元素，不仅会导致气态污染物的产生，还会直接形成颗粒物。
2.燃烧温度燃烧温度会影响煤炭燃烧过程中的化学反应，从而影响污染物的生成。
太低的温度会导致不完全燃烧，形成一氧化碳等有毒气体，而过高的温度则会导致固态物质的挥发和颗粒物的生成。
3.燃烧过程煤炭在燃烧过程中受热分解，生成大量气态、液态和固态污染物。
在过程中，产生的主要有机污染物可分为三类：废气中的有机污染物、烟气中的细小额颗粒物及熄灭后的灰。
此外，如果燃烧器设计不合理或者燃烧条件不好，也有可能导致大量的不完全燃烧产物的生成。
流化床煤燃烧过程中NOx及N2O的形成机理及影响因素分析
流化床煤燃烧过程中NO x及N2O的形成机理及影响因素分析前言循环流化床(CFB)燃烧技术因其燃料适应能力强、NO x和SO2排放低等优点，在以煤炭为主的固体燃料燃烧领域得以广泛应用。
然而，CFB燃煤的一个突出问题是N2O排放浓度较高，一般为(20~300)×10-6（φ），有时甚至达到400×10-6（φ），远高于传统煤粉炉N2O排放小于10×10-6（φ）的水平。
随着各国排放标准的日益严格，除SO2外，燃煤过程中气体污染物NO x和N2O的排放也逐渐引起人们关注。
研究表明，NO x主要存在于对流层中，可导致对流层大气中O3增加，诱发酸雨，甚至造成光化学烟雾污染；N2O则可穿过对流层到达平流层，诱发平流层O3空洞；同时N2O吸收红外线的能力是CO2的几百倍，具有很强的温室效应。
1．CFB燃煤过程中NO x和N2O产生机理1.1、NO x的形成机理燃煤过程中产生的NO x可分为热力型NO x、快速型NO x和燃料型NO x。
热力型NO x (Thermal-NO x)由空气中的N2在高温下氧化生成，当体系温度高于l300℃时，热力型NO x 的生成变得显著。
快速型NO x(Prompt-NO x)是由燃烧火焰中的CH i自由基和N2反应生成HCN，HCN又经其后的若干个基元反应被氧化而成。
燃料型NO x(Fuel-NO x)由燃料中的含N 化合物在燃烧过程中氧化生成。
由于CFB燃煤过程的燃烧温度低，通常为850~900℃，所以CFB燃煤过程中几乎没有热力型NO x生成；而快速型NO x生成需要自由基CH i存在，一般认为，自由基CH i在CFB燃煤过程中生成量极少，因此CFB燃煤过程产生的NO x主要来自煤中的含N化合物。
煤中N含量在0.4％～3％范围内，主要为芳香型的吡咯、吡啶和季氮3种结构．煤中的N在燃烧过程中分解，通过如图1所示的过程，形成CH i和HCN等中间产物，最终生成NO 和N2。