一、氮氧化物的簡介

1.氮氧化物指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物。常見的氮氧化物有一氧化氮(NO，無色)、二氧化氮(NO2，紅棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等，其中除五氧化二氮常態(tài)下呈固體外，其他氮氧化物常態(tài)下都呈氣態(tài)。作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。

2.氮氧化物(NOx)種類很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N2O5)等多種化合物， 但主要是NO和NO2，它們是常見的大氣污染物。

3.N2O3和N2O5都是酸性氧化物，N2O3的對應(yīng)酸是亞硝酸(HNO2)，N2O3亞硝酸的酸酐;N2O5的對應(yīng)酸是硝酸，N2O5是硝酸的酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是酸性氧化物。

4.天然排放的NOx,主要來自土壤和海洋中有機(jī)物的分解，屬于自然界的氮循環(huán)過程。 人為活動(dòng)排放的NO，大部分來自化石燃料的燃燒過程，如汽車、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及工業(yè)窯爐的燃燒過程;也來自生產(chǎn)、使用硝酸的過程，如氮肥廠、有機(jī)中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。據(jù)80年代初估計(jì)，全世界每年由于人類活動(dòng)向大氣排放的NOx約5300萬噸。NOx對環(huán)境的損害作用極大，它既是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，也是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)和消耗O3的一個(gè)重要因子。

5.在高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO約占95%。 但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成NO2，故大氣中NOx普遍以NO2的形式存在。空氣中的NO和NO2通過光化學(xué)反應(yīng)，相互轉(zhuǎn)化而達(dá)到平衡。在溫度較大或有云霧存在時(shí)，NO2進(jìn)一步與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分--硝酸(HNO3)。在有催化劑存在時(shí)，如加上合適的氣象條件，N02轉(zhuǎn)變成硝酸的速度加快。特別是當(dāng)NO2與SO2同時(shí)存在時(shí)，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

二、鍋爐煙氣中的氮氧化物主要由兩方面原因生成

1、燃料中含氮元素的物質(zhì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的，但一般燃料中氮元素的含量非常低，除非是垃圾廢棄物燃料含氮量比較高，所以一般不太考慮這方面因素。具體計(jì)算還要看含氮物質(zhì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算。

2、另一個(gè)主要產(chǎn)生原因是空氣中的氮?dú)馀c氧氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成氮氧化物，這是煙氣中氮氧化物產(chǎn)生的主要來源。氮?dú)馀c氧氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)的量主要取決于燃燒溫度、氮?dú)鉂舛扰c氧氣濃度。溫度越高、濃度越大，產(chǎn)生的氮氧化物就越多，但具體的計(jì)算方法據(jù)了解還沒有理論公式或者經(jīng)驗(yàn)公式，只能從趨勢上控制。

大多數(shù)鍋爐通過降低燃燒區(qū)火焰溫度，同時(shí)減少高溫區(qū)空氣量供應(yīng)，使高溫區(qū)燃燒反應(yīng)處于缺氧狀態(tài)，產(chǎn)生不完全燃燒，煙氣到低溫區(qū)再二次配風(fēng)燃燒，使其他物質(zhì)燃燒完全，達(dá)到降低氮氧化物排放的目的。

在煤粉燃燒過程中主要通過三種形式產(chǎn)生氮化物 瞬時(shí)反應(yīng)型 熱反應(yīng)型和燃料型 由于產(chǎn)生機(jī)理不一樣 控制方法法也各不相同。

1.   熱反應(yīng)型：是由于空氣中的氮在燃燒過程中由于一定的連鎖反應(yīng) 在溫度較高的區(qū)間內(nèi)而發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)生氮化物的過程。并且最后生成的一氧化氮含量和溫度有很大關(guān)系，當(dāng)溫度小于1500時(shí)含量很小 當(dāng)溫度大于1500時(shí)含量隨溫度的增加而成指數(shù)增加 所以稱之為熱反應(yīng)型。

2.瞬時(shí)反應(yīng)型：是由于燃料中的揮發(fā)物中的碳?xì)浠衔锸軣岱纸獬蒀H自由基，它在和空氣中的氮生成HCN和N，再進(jìn)一步瞬時(shí)生成氮化物。它和溫度關(guān)系不大 但是和爐膛壓力有關(guān)。大約是爐膛壓力的0.5次方成正比。

3.燃料型：燃料型在幾個(gè)中份額較大。機(jī)理比較復(fù)雜就不詳述。生成氮化物的含量和過量空氣系數(shù)有關(guān)，其轉(zhuǎn)化率隨過量空氣系數(shù)的增加而增加，在過量空氣系數(shù)小于1時(shí)，含量顯著下降。

三、氮氧化物控制措施

由上面可以看出，要達(dá)到降低氮化物含量的目的可以從一下幾個(gè)方方面進(jìn)行著手。

1.降低過量空氣系數(shù)，使煤粉在缺氧條件下燃燒。

2.降低燃燒溫度，防止產(chǎn)生局部高溫。

3.縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間

4.用低氮燃燒器。

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