氮氧化物生成机理及控制技术 前言:能源与环境是当今社会发展的两大问题,如何文明用能、合理用能已经成为人们越来越关注的话题。在能源的利用中,矿物燃料的燃烧要排放出大量污染物。例如,我国每年排入大气中的87%的SO2、68%的NOx 和 60%的粉尘均来自于煤的直接燃烧,因此,文明用能、合理用能,发展高效、低污染的清洁煤燃烧技术,降低 NOx 和 SO2 的排放量是当前亟待解决的问题。 循环流化床锅炉是最近二十年里发展起来的一种新型燃烧技术,它的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应,炉内湍流运动强烈。它不但能达到90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率,而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。本文对循环流化床锅炉中的NOx 生成机制进行深入研究,分 析 影 响 NOx 浓 度 的因素 ,探 讨 控制NOx排放量的措 施 ,为循环流化床锅炉的设 计 、运行提 供 参 考 。 1 NOx 的生成机制 煤燃烧过 程 中产 生的氮氧化物主要是一氧化氮( NO) 和二氧化氮( NO2) ,这 两者 统 称 为 NOx,此外 还 有少 量的氧化二氮( N2O) 产 生。和 SO2 的生成机理不同 ,在煤燃烧过 程 中氮氧化物的生成量和排放量与煤燃烧方 式 、特别 是燃烧温度 和过 量空 气系 数 等燃烧条 件 关系 密 切 。 在煤燃烧过 程 中,生成的NOx 途 径 有三 个 : ( 1) 热 力 型 NOx( Thermal NOx) ,它是空 气中的氮气在高温下 氧化而生成的。 ( 2) 燃料型 NOx( Fuel NOx) ,它是燃料中含 有的氮化合物在燃烧过 程 中热分 解而又 接着 氧化而生成的NOx。 ( 3) 快 速 型 NOx( Prompt NOx) ,它是燃烧时 空 气中的氮和燃料中的炭 氢 离子 团 如CH 等反应生成的NOx。其 中燃料型 NOx 是最主要的,它占 总 生成量的60%~80%以上,热力型NOx 的生成和燃烧温度的关系很大,在温度足够高时,热力型NOx 的生成量可占到总量的20%;快速型NOx 在煤燃烧过程中的生成量很小。另外,N2O 和NOx 燃料型一样,也是从燃料的氮化合物转化生成的,它的生成过程和燃料型NOx 的生成和破坏密切相关。 2 影响因素分析 在循环流化床锅炉中,一方面,氮在燃烧过程中被不断氧化生成NOx,另一方面在还原性气氛中NOx 也会被不断还原生成N2,因此,影响氧化、还原反应的所有因素都将影响到NOx 的浓度...