[科普中国]-热力型氮氧化物

热力型氮氧化物，在温度高于1500℃时，空气中氮气和氧气反应生成的氮氧化物即为热力型NOx。这种氮氧化物只在高温下形成，所以通常称作热力型NOx。氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、NO3、N2O和N ，其中NO和NO2是主要的大气污染物。

简介氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、NO3、N2O和N ，其中NO和NO2是主要的大气污染物。我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧研究表明，氮氧化物的生成途径日有三种：(1)热力型NOx,指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx；(2)快速型NOx，指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx；(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；在这三种形式中，快速型NOx所占比例不到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，控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类。一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量：二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。

热力型热力NOx的生成和温度关系很大，在温度足够高时，热力型NOx的生成量可占到NOx总量的30%。随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T1300%时T每增加100℃，反应速率增大6～7倍。

热力型NOx的生成是一种缓慢的反应过程，是由燃烧空气中的N与反应物如O和OH以及分子O反应而成的。所以，降低热力型NOx的生成主要措施如下：

① 降低燃烧温度，避免局部高温。

② 降低氧气浓度。

③ 缩短在高温区内的停留时间。

快速型快速型NOx是在碳氢化合物燃料在燃料过浓时燃烧，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。快速NOx在燃烧过程中的生成量很小，影响快速NOx生成的主要因素有空气过量条件和燃烧温度1。

燃料型燃料型NOx是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NOx，它在煤粉燃烧NOx产物中占60～80%。由于煤的燃烧过程由挥发分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(挥发分)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)两部分组成，其中挥发分NOx占燃料型NOx大部分。

影响燃料型NOx生成的因素有燃料的含氮量、燃料的挥发分含量、燃烧过程温度、着火阶段氧浓度等。燃料的挥发分增加NOx转换量就增大。挥发分NOx转化率随氧浓度的平方增加。火焰温度越高NOx转换量就越大。

根据其影响因素．控制燃料NOx生成的途径主要是：

① 含N量低的燃料。

② 过浓燃料。

③ 燃料与空气的混合。

通过以上的机理可知。在日常生活中燃料(煤)燃烧是氮氧化物产生的主要方式。因此要降低NOx排放就要从控制燃烧型NOx方面入手。氮氧化物控制技术可分为两大类，一类是燃烧中控制技术；另一类是燃烧后控制技术 其中燃烧中控制技术是根据氮氧化物的形成机理而开发的，主要有低氧燃烧法，分级燃烧法，烟气再循环法，低NOx燃烧器法等；燃烧后控制技术可分为干法。湿法和干-湿结合法三大类。

总结综上所述，结合实际状况，对于一些规模较小经济实力较低的企业可以考虑采用以上几种低NOx燃烧技术来控制NOx生成。我们可以通过以上一种或几种技术的结合的方式来进一步降低NOx排放，以符合国家对于“十二五”脱硝的目标2。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学