電廠脫銷培訓(xùn)-氮氧化物的性質(zhì)及形成

電廠脫銷培訓(xùn)—氮氧化物的性質(zhì)及形成第一節(jié)NOx生成機(jī)理燃煤在燃燒過(guò)程中生成的NOx主要有三種類型：熱力型、燃料型、瞬態(tài)型。影響燃燒中NOx生成的因素有燃料特性如煤種、含氮量、含氮物質(zhì)結(jié)構(gòu)顆粒粒徑等；運(yùn)行條件如燃燒方式、負(fù)荷、溫度、氧量、反應(yīng)時(shí)間等。一、NOx包括：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在其性質(zhì)如下：1、NO2：?jiǎn)蝹€(gè)分子的溫室效應(yīng)為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞，強(qiáng)烈刺激性，來(lái)源于NO的氧化，酸沉降，可溶于水2、NO：大氣中NO2的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分，難溶于水三種NO形成機(jī)理在煤燃燒過(guò)程中對(duì)NOx排放總量第二節(jié)熱力型的NOx形成NOx主要源于燃燒過(guò)程中溫度高于1800K時(shí),空氣中的N2被氧化成以NO為主的NOx，其總反應(yīng)機(jī)理如下：N+O2NO(1)NO+1/2O2NO2(2)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡受溫度和反應(yīng)物化學(xué)組成的影響平衡時(shí)NO濃度隨溫度升高迅速增加。溫度和N2/O2初始濃度比NO平衡濃度的影響同步反應(yīng)N2+O2→NO和NO+O2→NO2在各種溫度下NO和NO2的平衡組成上述數(shù)據(jù)說(shuō)明：1、室溫條件下，幾乎沒(méi)有NO和NO2生成，并且所有的NO都轉(zhuǎn)化為NO2。2、800K左右，NO與NO2生成量仍然很小，但NO生成量已經(jīng)超過(guò)NO2。3、常規(guī)燃燒溫度（>1500K）下，有可觀的NO生成，但NO2量仍然很小。燃料中的氮化合物在燃燒過(guò)程中氧化反應(yīng)而生成的NOx。燃料進(jìn)入爐膛被加熱后，燃料中的氮有機(jī)化合物首先被熱分解成氰(HCN)、氨(NH4)和CN等中間產(chǎn)物，它們隨揮發(fā)份一起從燃料中析出，它們被稱為揮發(fā)份N。揮發(fā)份N析出后仍殘留在燃料中的氮化合物，被稱為焦炭N。隨著爐膛溫度的升高及煤粉細(xì)度的減小，揮發(fā)份N的比例增大，焦炭N的比例減小。揮發(fā)份N中的主要氮化合物是HCN和NH3，它們遇到氧后，HCN首先氧化成NCO，NCO在氧化性環(huán)境中會(huì)進(jìn)一步氧化成NO，如在還原性環(huán)境中，NCO則會(huì)生成NH，NH在氧化性環(huán)境中進(jìn)一步氧化成NO，同時(shí)又能與生成的NO進(jìn)行還原反應(yīng)，使NO還原成N2，成為NO的還原劑。燃料型NOx在煤粉燃燒NOx產(chǎn)物中占60－80％。在煙氣冷卻過(guò)程中，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，NOx應(yīng)主要以NO2的形式存在，但實(shí)際90％～95％的NOx以NO的形式存在。NO分解和氧化在動(dòng)力學(xué)上都受限制，1550K以下這些反應(yīng)非常慢。第三節(jié)瞬時(shí)型NOx的形成在碳?xì)浠衔锶剂先紵谌剂线^(guò)濃時(shí)，在低溫火焰處會(huì)快速生成NOx。由于燃料揮發(fā)物中碳?xì)浠衔锔邷胤纸馍傻腃H自由基可以和空氣中N2反應(yīng)生成HCN和N，再進(jìn)一步與氧氣作用以極快的速度生成，其形成時(shí)間只需要60ms，生成量與爐膛壓力的0.5次方成正比，與溫度關(guān)系不大。瞬時(shí)型NOx生成量很少，在分析計(jì)算中一般可以不計(jì)，僅在燃用不含氮的碳?xì)淙剂蠒r(shí)才予以考慮。熱力型和瞬時(shí)型氮氧化物都不是煙氣中NOx的主要部分。四、燃料型NOx燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成。由于煤的燃燒過(guò)程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個(gè)階段