NOx生成途径及其抑制方法
2017-05-02 16:11阅读：
1、NOx生成途径
NOx是烟气中主要有害成分之一，其对环境和人体的危害逐步被人们所重视。大气中氮氧化物主要来源于燃料燃烧。尽管氮氧化物种类很多，但燃烧产生的主要是
NO和NO2，其中NO与NO2容积比约为90%～95%，以NOx表示。
NO为无色无臭的气体，与血液中血红蛋白的结合力很强，比CO的结合力高数百倍至千倍。人们在含有NOx的空气中停留，会因缺氧而引起中枢神经麻痹。此外NO还有致癌作用，对脑细胞分裂和遗传信息传递有不良影响。
NO2为红棕色有刺激性气味的气体，毒性是NO的4～5倍，NO2与CO共存时将加剧NO2的危害。人在NO2浓度为90～100PPm的空气中3h即可死亡。NO2毒性也远比CO和
SO2大。此外NO2与
HC在紫外线照射下，经过复杂的光化学反应，会生成强氧化剂，该光化学烟雾不仅使大气能见度降低，其毒性更强，刺激人的眼睛、鼻子及伤害植物。
NOx生成途径主要有三种:温度型，简称T-NOx;燃料型，简称F-NOx;快速型，简称P-NOx。
(1)T-NOx是由空气中的氮气和氧气在高温下生成的，影响NOx生成量的主要因素是烟气中氧含量、燃烧温度及烟气在高温区的停留时间，如下图。
(2)F-NOx是以化合物形式存在于燃料中，在燃烧过程中被氧化而生成。其生成温度为600～700℃，具有中温度生成特性。燃料中的氮气比空气中的氮气更容易生成氮氧化物，下图表示重油中N与F-NOx生成量的关系。气体燃料中N含量很低，可以不考虑。
(3)P-NOx也是空气中氮在高温下氧化而成，产生在火焰面内，是富碳氢燃料燃烧时特有的现象，还没有公认的生成机理。通常P-NOx比T-NOx小一个数量级别。因此气体燃料主要是T-NOx型氮氧化物。
2.低氮燃烧方法
抑制氮氧化物技术包括抑制氮氧化物的生成和排烟脱氮，而低氮氧化物燃烧器是抑制的治本之道，低氮氧化物燃烧方法主要有:两段燃烧，烟气循环、浓淡燃烧、组合燃烧。
(1)两段燃烧
将燃烧需要的空气分两段供给，燃烧也分两段完成。一段燃烧在一次空气系数小于1下进行，由于α<1，氧浓度及燃烧温度低，所以氮氧化物生成少。二段燃烧是剩余燃气在一段燃烧烟气与二次空气混合物中进行。由于烟气的稀释，温度和氧浓度均低，故氮氧化物生成受到抑制。该法优点是可以利用预热空气。当预热空气温度为300℃时，一般燃烧方法氮氧化物增加3倍，而该法只增加10%～20%。该法二次空气供给量一般占燃烧总空气供给的20%～30%。
(2)烟气循环
将燃烧用空气混合部分烟气后再供给燃烧。由于燃烧过程混入烟气，降低了燃烧温度，氮氧化物受到抑制。对小型燃烧装置可降低T-NOx
50%，对大型燃烧装置可降低氮氧化物30%。对F-NOx效果较差。一般烟气再循环量占总烟气量的15%～20%。
(3)浓淡燃烧
浓淡燃烧是燃烧设备在非化学计量比下进行预混燃烧，其中一部分在燃料过浓下燃烧，而另一部分在空气过剩下进行燃烧，或燃烧器的一些喷口在燃料过浓下进行预混燃烧，一些喷口在空气过剩下进行预混燃烧。由于均在非化学计量比下燃烧，氮氧化物生成受到抑制。燃料过浓与空气过剩的两组燃烧分别完成后，再组合实现完全燃烧，这时剩余燃气和空气是在烟气中完成完全燃烧，故燃烧温度和氧浓度均低，生成受到抑制，如下图所示。
(4)组合燃烧
组合燃烧是将上述三种方法组合使用，如大型锅炉中采用两段燃烧和烟气再循环，可降低氮氧化物60%。
