电厂脱销技术第一节概述一、NOx生成机理本节简要分析燃煤过程中NOx生成机理和影响因素,大量研究认为,燃烧过程中生成的NOx有三种类型:热力型、快速型和燃料型。影响燃烧中NOx生成的因素有燃料特性如煤种、含氮量、含氮物质结构颗粒粒径等;运行条件如燃烧方式、负荷、温度、氧量、反应(停留)时间等。1.热力型NOx热力型NOx主要源于燃烧过程中温度高于1800K时氮气被氧化成NO,反应机理如下:N2+O=NO+N(11-1)N+O2=NO+O(11-2)N+OH=NO+H(11-3)前两个式子称为捷里德维奇(Zeldovieh)模型,这三个式子一起称为扩大的捷里德维奇模型。其生成过程是一个不分支连锁反应。氮原子只能从(11-1)式子中产生,而不能通过氮分子分解得到。空气中氮分子N=N键能为946kJ/(g·mol)比一般有机化合物中的C-N键能(一般为252-630(g·mol))大的多,故第一个式子反应的活化能大,控制着反应速度,是整个连锁反应的关键反应。在富燃料的火焰中,N和OH生成的NO的反应也很重要,即第3个式子。热力型NOx的反应时间很短暂,通常只需要微秒的十分之一,但是生成量取决温度水平、停留时间和氧原子浓度。图11-1热力型NOx生成量与温度的关系上图可以看出热力型NOx主要影响因素为温度,另外在高温区的停留时间和氧浓度也是影响的因素。当温度小于1800K时,NOx生成量很少,而当温度高于1800K时,温度增100K,反应速率增加6-7倍。另外,反应对O原子敏感。试验结果表明,化学当量比1.0的时1候,热力NOx为0,在化学当量比1.2条件下,热力NOx少于总NOx的15%。在煤粉燃烧过程中,热力型NOx占总NOx排放量的15%-25%。在工程实践中采用烟气再循环、浓淡燃烧、水蒸气喷射以及高温空气燃烧技术都是利用机理抑制热力型NOx生成的措施。2.快速性NOx快速型NOx是碳氢燃料在过量空气系数