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NOx的产生机理及排放控制解析

• 如烟气温度降低,氨会和三氧化硫生成硫酸氢铵,堵塞烟道.
• 高活性CATA.会使二氧化硫氧化成三氧化硫.
SCR喷氨法催化剂反应器置于空气预热器与静电除尘器之间
空气
NH3+空气
NH3
锅炉
NH3储罐蒸发器空气预热器
空气
SCR反应器
静电除尘器
湿法烟气脱硫
系统
去烟囱
SCR喷氨法催化剂反应器布置在
• 3.4烟气再循环法
• 4．炉膛喷射脱硝
• 实质为向炉膛喷射某种物质，可在一定温度条件下还原已生成的一氧化氮，以降低的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。
• 4.1 喷水法反应为： • 但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸
钾，不现实。
• 4.2喷二次燃料： • 即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择
举例：固态除渣煤粉炉，当要求NOx排放值为650mg/m3时，所需的NOx降低率为36％。
120
NOx降低率(%)
100
循环床
80
链条炉
抛煤机炉
60
鼓泡床
40
固态除渣煤粉炉
20
液态除渣煤粉炉
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
NOx排放值(mg/m3)
• 喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。
• 若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨（粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。
• 总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。

NOx的产生机理及排放控制技术

NOx的产生机理及排放控制技术
• 低NOx排放主要技术措施
• 1 .改变燃烧条件：包括低过量空气燃烧法，空气分级燃烧法，燃料分级燃烧法，烟气再循环法。 • 2 .炉膛喷射脱硝：包括喷氨及尿素，喷入水蒸汽，喷入二次燃料。 • 3 烟气脱硝： • (1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束照射烟气脱硝) • (2).湿法脱硝。
• 2.3 喷氨法（尿素等氨基还原剂） • 由于氨只和烟气中反应，而一般不和氧反应，这种方法亦称选择性非催化剂吸收（SNCR）法。但不用催化剂，氨还原 NO仅在950－1050这一狭窄范围内进行，故喷氨点应选择在炉膛上部对应位置。 • 采用炉膛喷射脱硝，喷射点必须在950－ 1050摄氏度之间。 • 喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。
• 与SNCR一样,SCR也应注意喷氨量的控制。
• 硫化物,硝化物和粉尘联合控制工艺 • 近年来,美国巴布科克.威尔科克斯(B&W)公司开发了一种SNRB技术.其特点是使用一种高温布袋除尘器,将脱硫脱硝和除尘结合到一起. 其原理为:将钙基或钠基碱性吸收剂喷入烟气中脱硫,将高温催化剂喷入耐高温陶瓷纤维袋内并通过喷氨脱硝,高温脉冲喷射布袋除尘.
SCR喷氨法催化剂反应器(SCR反应器) 置于空气预热器前的高尘烟气中
NH3+空气 NH3
SCR反应器锅炉
NH3
NH3储罐蒸发器空气预热器去湿法烟气脱硫系统
静电除尘器
空气
• 此时,烟气中含有飞灰,二氧化硫,故反应器在 “ • 不干净”的高尘烟气中.但此处温度在300到 500oC之间,适用于多数催化剂,但寿命受下列因素影响: • 烟气飞灰中Na,K,Ca,Si,As会使催化剂中毒或污染. • 飞灰对催化剂反应器的磨损和使催化剂反应器蜂窝堵塞. • 如烟气温度升高,会使CATA.烧结或使之再结晶失效. • 如烟气温度降低,氨会和三氧化硫生成硫酸氢铵,堵塞烟道. • 高活性CATA.会使二氧化硫氧化成三氧化硫.

NOX形成机理-如何控制NOX浓度

NOX形成机理,如何控制NOX浓度1、NOx的危害：氮氧化物（NOx）是重要的空气污染物质，其产生的途径为燃烧火焰在高温下氮气与氧气的化合，以及燃料中的氮成分在燃烧时氧化而成。

氮氧化物的环境危害有二种，在的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物光化反应，造成光雾及臭氧之二次空气污染;此外氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。

2、NOx生成机理和特点2.1 NOx生成机理在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种：（1）热力型NOx，燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。

其生成机理可用捷里多维奇(ZELDOVICH)反应式表示，即O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O在高温下总生成式为N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。

当T<1 500 ℃时,NO的生成量很少,而当T>1 500 ℃时,T每增加100 ℃,反应速率增大6~7倍。

（2）快速型NOx，快速型NOx是1971年FENIMORE通过实验发现的。

在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以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NOx，其形成时间只需要60 ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。

（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。

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。

在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。

由于煤的燃烧过程由挥发份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和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。

燃气轮机NOx生成机理及降低措施

燃气轮机NOx生成机理及降低措施一燃烧过程中NOx生成机理1.热力型NOx生成机理（泽尔道维奇机理）热力型NOx是指空气中的N2在高温条件下氧化生成的氮氧化物，其主要成分是NO。

按照这一机理，空气中的N2在高温下氧化，是通过如下一组不分支的链式反应进行的，生成速率如下式所示：生成NO所需的活化能很大，通常氧原子与燃料中可燃成分之间的活化能较小，反应较快，因此，NO通常不在火焰面上生成，主要生成区域位于火焰下游高温区。

温度对热力型NOx的影响是非常明显的，当温度低于1800K时，热力型NOx生成量很少，当温度高于1800K时，反应逐渐明显，而且随着温度的升高，NOx生成量急剧升高。

从图中可以大致看出，温度在1800K左右时，温度每升高l00K，反应速度将增大6一7倍。

由于在实际燃烧过程中，燃烧室内温度分布通常是不均匀的，如果有局部的高温区域，则在这个区域会生成较多的NOx，它可能会对整个燃烧室内的NOx生成起到关键的作用。

因此，在实际的燃烧器设计过程中应尽量避免局部高温区的形成。

过量空气系数对热力型NOx的影响也是非常明显的，热力型NOx生成量与氧浓度的平方根成正比，即氧浓度增大，在较高的温度下会使氧分子分解的氧原子浓度增加，从而使热力型NOx的生成量增加。

但在实际燃烧过程中情况会更复杂一些，因为过量空气系数的增加一方面增加了氧浓度，另一方面也降低了火焰温度，从总体趋势上来看，随着过量空气系数的增加，NOx生成量先增加，到达一个极值后下降。

气体在高温区域的停留时间对热力型NOx生成也有影响，主要是因为Nox生成反应速度较慢，没有达到化学平衡所致。

在其它条件不变的情况下，气体在高温区停留时间越长，NOx生成量就越大，直到达到化学平衡浓度。

2.快速型NOx生成机理有关快速型NOx的生成机理到目前为止尚有争议，其基本现象是碳氢燃料在过量空气系数小于1的情况下，在火焰面内急剧生成大量的NOx，而CO, H2等非碳氢燃料在空气中燃烧却没有发生这种现象。

燃气轮机低NOx燃烧

value of 4-13 MJ/m(3), which is about one-tenth to one-third that of natural gas. The flame temperatures of fuels increase as the fuel calorific value rises. When the fuel calorific value rises 8 MJ/m(3) or higher; the flame temperature is higher than that of natural gas, and so NOx production from nitrogen fixation is expected to increase significantly. Also, some gasified coal fuels contain fuel nitrogen, such as ammonia, if the hot/dry type gas clearing system is employed. These factors affect the combustion characteristics of the gasified coal fuel. lit this paper, we clarified the influence of gasified coal fuel properties on NOx arzd CO emissions through experiments rising a small diffusion burner and through numerical analysis based on reaction kinetics. The main results were as follows: 1 NH3 conversion to NOx increases with increasing CH4 concentration in gaseous fuel.

NOx的形成机理

我们通常所说的氮氧化物（NOx）主要包括NO、NO2、N2O、N2O4和N2O5等几种化合物，导致大气污染的主要是NO和NO2，此外N2O5也是大气的污染物之一。

氮氧化物主要形成于人类活动、燃料燃烧和工业生产等，其中主要来源于燃料燃烧。

NOx的形成机理主要有以下三种：
（1）瞬时机理
这是在较低温度下常见的重要机理，改机理认为NOx是N2、O2和碳氢化合物的自由基之间发生快速反应生成的，方程式如下：
CH4+N2+O2→NO，NO2，CO2+H2O
（2）热机原理
改机理认为NOx是空气中的氮气和氧气在高温下反应生成的，并且氮氧化物的产量和生成速度都随着温度的升高而增长。

方程式如下：N2+O2→NO，NO2
当温度鳌鱼1373K时，是生成NOx的主要温度范围，温度低于1273K 时，NOx生成的量。

因此温度对NOx 的形成有重要的作用。

根据这一机理只要家底燃烧区的温度，避免产生局部高温区，就可以减少NOx的形成。

（3）燃料型
该机理认为，NOx是由燃料中的含氮有机物直接氧化生成的。

方程式如下：
R3N+O2→NO，NO2CO2+H2O
相比含有三个键的N2，含氮有机物中氮更容易和O2和其他中间产物发生反应而生成NOx，因此该机理是在较低温度下NOx生成的重要机理。

根据含氮有机物的实际燃烧情况，发现在低于1500K，该机理型NO 与两种机理相比可以忽略不计，但在高于1500K的高温情况下生成量却很高。

启炉期间NOx超标的原因及降低的措施

启炉期间NOx超标的原因及降低的措施一.NOx的形成机理1.空气中的氮在高温时氧化产生，称为热力型；2.煤中含氮化合物在燃烧时产生，称为燃料型，这种是烟气中NOx的主要来源；3.燃料挥发分中碳氢化合物高温分解及氧化后产生的，称为快速型，这种含量较低。

燃煤烟气中NOx的主要来源是热力型及燃料型。

二.根据近期启炉期间净烟出口NOx的排放统计数据来看，其超标规律如下：1.开始投煤后出现NOx超标，在此之前不会产生NOx，不可能造成NOx超标；2.并网时因开始快速增加负荷，加煤率大，一般在此时出现NOx高峰值；3.投入脱硝后0.5至2小时内NOx恢复正常；4.投煤后至并网前这段时间内，烟气过量空气系数越大，折算后的NOx越高。

三.降低NOx的运行调整措施1.降低总风量在450t/h-500t/h之间，目的在于降低炉膛过量空气系数，即降低热力型NOx；2.开大燃尽风门至70%-90%，目的在于造成A层燃烧器低氧，即降低热力型NOx；3.如果是计划停机，则在停炉前24小时，将待停锅炉的A、D层煤仓上低氮煤种，保持在停炉后A、D层煤仓仍有2米料位（其它煤仓尽量烧空），确保再次启炉时燃用的是低氮煤种，从源头上减少含氮化合物的含量，即降低燃料型NOx；4.检查及严密关闭所有人孔、检查孔等易漏入空气的部位，适当降低炉膛负压，所有的措施在于减少烟气中过量空气系数以降低NOx的折算值（系统中NOx统一折算到O2含量为6%）；5.锅炉上水前及启炉过程中尽最大努力提高除氧器水温，并网随即投入高、低加，以此减少省煤器吸热量进而尽快提高脱硝入口烟温；6.适当控制加煤幅度，避免煤量增加过快、过大；7.自计划启炉当日的零点起，控制运行锅炉净烟出口NOx不超过10mg/Nm3。

四.降低NOx的检修措施1.检查、调整、更换空预器损坏的密封片，减少漏风量，从而减少烟气中过量空气系数以降低NOx的折算值；2.检查、修复燃烧器扩锥、风粉浓缩器、风道旋流片等部件，确保燃烧器喷口流场正常，防止造成局部高温及火焰偏斜，以降低燃料型NOx的生产量。

NOx生成及控制措施

NOx生成及控制措施NOx是一种由氮氧化物组成的污染物，包括氮一氧化物（NO）和二氧化氮（NO2）。

它们是空气污染问题的重要来源之一，并对人类健康和环境造成严重危害。

因此，减少NOx排放成为目前环境保护的重要任务之一。

本文将探讨NOx生成的原因以及一些常用的控制措施。

首先，让我们来了解NOx的生成机制。

NOx的主要生成途径是燃烧过程中的高温烟气氧化反应。

在高温下，空气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮（NO），随后进一步氧化生成二氧化氮（NO2）。

这个过程通常发生在燃烧设备中，如锅炉、发动机和工业炉等。

此外，雷电、生物过程和土壤释放也可能产生一些NOx。

那么，如何有效地控制NOx的排放呢？下面是一些常用的措施：1. 调整燃烧参数：通过调整燃烧设备的设计和运行参数，可以降低燃烧温度，减少NOx的生成。

例如，使用低氮燃烧器可以减少燃烧过程中的氮氧化物生成。

2. 废气再循环（EGR）技术：EGR技术是一种将部分废气重新引入燃烧区域的方法。

引入的废气中含有较高浓度的氮气，可以稀释燃烧区域中的氧气浓度，从而抑制NOx的生成。

3. 先进的排放控制装置：使用先进的排放控制装置，如选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）系统等，可以在烟气中注入还原剂，将NOx转化为氮气和水。

4. 优化燃料配比：改变燃料的组成和配比，可以减少NOx的生成。

例如，添加还原剂或催化剂，可以促使反应发生在低温下，从而减少NOx的生成。

5. 燃烧过程优化：通过优化燃烧过程，如增加燃烧区域的湍流强度、改变燃烧器的形状和尺寸，可以提高燃料的完全燃烧程度，减少NOx的生成。

6. 供应链管理：优化供应链管理，选择低NOx燃料和原材料，减少NOx的生成。

7. 环境监测和合规法规：建立有效的环境监测系统和合规法规，对NOx排放进行监管和管理，确保企业和个人能够遵守相关的排放限制。

综上所述，NOx的生成是由燃烧过程中的高温烟气氧化反应产生的。

NOx生成及控制措施

NOx生成及控制措施一、NOx生成机理氮氧化物（NOx）是指一类由氮气和氧气反应而生成的氮氧化合物，包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）以及氮氧化合物（N2O、N2O4等）。

在大气环境中，NOx的生成主要与燃烧过程和工业生产中的高温化学反应相关。

1. 燃烧过程中的NOx生成当有机物（如煤、原油、天然气）在高温条件下与氧气反应时，会生成NOx。

燃烧过程中的NOx生成主要分为两个步骤：燃料氮的氧化和燃料和空气中氮气的反应。

燃烧过程中的氮氧化合物种类和含量取决于燃料中氮的含量、燃烧温度和氧气浓度等因素。

2. 工业生产中的高温化学反应除了燃烧过程外，工业生产过程中的高温化学反应也会产生大量的NOx。

例如，一些化学反应、电弧炉、高温窑炉等工艺过程都会释放出大量的氮氧化物。

二、NOx控制措施由于NOx对环境和人体健康造成的危害，控制和减少NOx排放已成为工业生产和城市建设中的重要任务。

下面介绍几种常见的NOx控制措施：1. 燃烧控制技术通过改变燃料供给方式、优化燃烧设备设计和调整燃烧过程参数等方法，可以有效降低NOx的生成。

例如，采用低氮燃烧器、增加过量空气系数、控制燃烧温度等手段都能降低燃烧过程中的NOx产生量。

2. 尾气处理技术尾气处理技术是一种常见且有效的NOx控制手段。

其中最常用的技术是选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）技术。

这两种技术通过添加还原剂（如氨水或尿素）来将NOx还原为无害的氮气和水蒸气。

3. 排放监测和管理对NOx排放进行实时监测和合理管理对于控制和减少NOx污染具有重要意义。

建立健全的监测系统，加强排放标准的制定和执行，并进行定期监督和评估，能够有效地减少NOx排放。

4. 新技术研发随着科技的不断进步，一些新技术也被应用于NOx控制中。

例如，低温等离子体处理技术和吸附剂材料的研发都为NOx的控制和去除提供了新的思路和方法。

总结：针对NOx污染的严重性，我们需要采取有效的措施来降低NOx的生成和排放。

NOx的产生机理及排放控制技术

快速型NOx的产生主要与燃烧温度和氧气浓度有关，高温和高氧浓度条件下更易生成。
02
快速型NOx的生成量通常较低，但在某些特定条件下，如富燃料燃烧时，其生成量可能
会增加。
04
NOx的排放控制技术
低氮燃烧技术：通过优化燃烧条件，降低燃烧过程中氮氧化物的生成。
燃料脱氮技术：对燃料进行预处理，降低燃料中的氮含量，从而减少氮氧化物的排放。
制技术之一。
燃料添加剂：通过在燃料中添加特殊的添加剂，降低烧技术：通过降低燃烧过程中的氧气含量，减少NOx的生成。
燃料分级燃烧技术：将燃料分成多个阶段燃烧，降低燃烧温度，减少NOx的生成。
废气再循环技术：将部分废气循环回到燃烧室，降低氧气浓度和燃烧温度，减少 NOx的生成。
吸附法：利用吸附剂吸附氮氧化物，再进行脱附和回收处理
液体吸收法：利用吸收剂吸收氮氧化物，再进行再生和排放处理
NOx排放控制技术的优缺点
优点：可以减少燃料的氮含量，从而减少NOx的生成
缺点：技术难度较大，需要精确控制燃料的成分和反应条件
优点：燃烧中控制技术可以有效降低NOx的排放，减少对环境的污染。
烟气再循环技术：将部分冷却的烟气循环回燃烧区域，降低燃烧温度和氧气浓度，从而减少NOx的
生成。
浓淡燃烧技术：通过改变燃料和空气的混合比，使燃料在缺氧或富氧条件下燃烧，降低NOx的生成。
还原燃烧：通过降低燃烧温度和减少氧气浓度，减少氮氧化物的生成
催化还原：利用催化剂将氮氧化物还原为氮气和水蒸气
NOx排放控制技术的发展趋势
电子控制技术：通过电子控制系统精确控制发动机的燃烧

NOx生成及控制措施

NOx生成及控制措施一概述中国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能源中占75％，其中84％以上是通过燃烧方法利用的。

煤燃烧所释放出废气中的氮氧化物(NOx)，是造成大气污染的主要污染源之一。

氮氧化物(NOx)引起的环境问题和人体健康的危害主要有以下几方面：氮氧化物(NOx)的主要危害：(1)NOx对人体的致毒作用，危害最大的是NO2，主要影响呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿等疾病；(2)NOx对植物的损害；(3)NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物；(4)NOx与碳氢化合物可形成光化学烟雾；(5)NOx参与臭氧层的破坏。

(2)不同浓度的NO2对人体健康的影响二、燃煤锅炉NOx生成机理氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一。

通常所说的NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物，另外还有少量N2O。

我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。

煤的燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。

燃烧形成的NOx生成途径主要由以下三个：为燃料型、热力型和快速型3种。

其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不计。

1.热力型NOx指空气中的氮气（N2）和氧(O2)燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2的总和，其总反应式为：当燃烧区域温度低于1000℃时，NO的生成量较少，而温度在1300℃—1500℃时，NO的浓度约为500—1000ppm，而且随着温度的升高，NOx的生成速度按指数规律增加，当温度足够高时热力型NOx可达20%。

因此，温度对热力型NOx的生成具有绝对性的作用，过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx的生成有很大影响。

浅析6F.03燃气轮机NOx排放水平

浅析6F.03燃气轮机NOx排放水平摘要：本文简单分析了NOx的形成机理和燃气轮机的DLN燃烧技术的特点，同时简单介绍了6F.03燃气轮机DLN2.6燃烧器特点及NOx排放控制原理。

阐述了6F.03燃机燃烧系统在启动和不同负荷下的NOx排放水平及其排放控制优化技术，建议电厂尽可能不要将燃机长期运行在超低负荷下。

关键词：6F.03燃气轮机；DLN2.6燃烧器；NOx；排放1 NOx形成机理燃烧生成的NOx的机理主要有三种：1)热力型（也叫温度型）：主要是空气中的O2和N2在高温下形成NO；2)快速型：碳氢化合物燃烧，当燃料过浓时在反应区快速生成NO；3)燃料型：燃料中氮化物热分解和氧反应生成NO；燃气轮机排放中的NOx主要是热力型生成的。

热力型NOx生成的因素主要有三个：a)最关键的是温度，反应区1500℃以上开始生成NOx，随着温度上升，NO剧增；b)烟气在高温区停留时间，停留时间越长，NO生成量越多；c)过量空气系数，此系数影响O2浓度和燃烧温度，当系数接近1的时候，NO生成量最大。

因为当系数远小于1时，O2浓度过低，不易与N2生成NO；当系数远大于1时，燃烧温度降低，NO生成量也相应减少。

2 燃气轮机低NOx燃烧（DLN）技术燃气轮机燃烧室排烟温度是决定燃气轮机联合循环效率最重要的决定性因素。

燃气轮机的DLN燃烧技术就是在提高燃气轮机联合循环效率的同时，控制NOx的生成量，其原理主要是使燃料和助燃物（空气）在燃烧前先进行预混，再加入燃烧区域，使燃料在“贫燃烧”状态下燃烧。

这种均相预混湍流的燃烧方式，可以大大地降低燃烧区域的温度，从而降低NOx的生成量。

与此同时，通过调整冷却空气配比，提高燃烧室出口温度，从而保证联合循环效率。

这种“贫燃烧”技术的弱点是运行范围比较窄，低负荷工况时容易熄火。

因此很多燃气轮机供应商在采用DLN燃烧技术时都采用了一些低负荷下稳定燃烧的技术，如值班火焰（仅低负荷时启动），确保低负荷时的火焰稳定性，但在燃机启动或者部分负荷时NOx排放会增加。

NOx的产生机理及排放控制技术

• 平流层：NOx的储存媒介和传输媒介（NOx为全球问题)
• 光化学烟雾气体，直接危害人体（皮肤癌）
一、简介：
氮的生命循环
一、简介：
• 全球性效应： global effect A、温室效应 B、臭氧的形成与破坏
NOx的危害
• 区域性效应： regional effect A、光化学烟雾 B、酸沉积：酸雨
( RO2 :有机过氧官能团) ( HO2 :过氧氢化物官能团)
• 平流层：欠氧 NO + O3 ---> NO2 + O2
• 直接危害人体健康：
（破坏臭氧层）
一、简介：
NO2的特点
• 主要来源：NO的氧化（烟气NOx中的比例<10%）
• 大气中（对流层，尤其是近地层）：
NO2 -光照-> NO + O
• CR＝【最终生成的NO浓度】÷
•
【燃料全部转化成NO的浓度】
• 试验研究表明，影响CR的主要因素是煤种特性以及炉内的燃烧条件。
燃料中氮含量对NOx转化率的影响
0.6
余气系数＝
0.5
1.20.1
0 0.5
1
1.25
1.5
1.75
2
燃含料氮比(F量C/V)
煤燃料比FC/V对NOx转化率的影响
• PAN：CH3COO2NO2，硝化过氧乙酰 • 来源：
CH3COO2 + NO2 + M ---> CH3COO2NO2 + M
（NMHC：CH3COO2，异甲烷碳氢化合物）
O + O2 + M ---> O3 + M (伴生反应) • 普遍存在
• 寿命：几小时~几个月，温度越低寿命越长。

NOX生成机理及控制策略

NOX生成机理及控制策略浙能阿克苏热电有限公司新疆阿克苏市 843000近年来，随着我国实行可持续发展的战略的实施，环境保护与经济协调发展已成为可持续发展的一条重要内容，环境保护已成为今后的一项重要工作，中央也提出“绿水青山就是金山银山”这一口号。

电厂主要燃料为煤炭，燃料送入炉膛，燃烧后烟气经SCR脱销装置、电除尘、吸收塔排入大气中。

其烟气排放物中含有大量有毒有害气体，其中以NOX、SO2、烟尘为主。

为遏制环境恶化，提升人名生活质量，国家对烟气排放出台了严格标准。

我厂为超低排放机组，排放标准：NOX≤50mg/L、so2≤35mg/L、烟尘≤5mg/L。

本文仅从NOX生成机理及控制策略方面浅谈一点个人认识。

关键词：NOX；生成机理；控制引言煤炭中的氮含量一般在0.3% ～ 3.5%，通常都是有机氮。

燃料型NO 是煤燃烧时产生NO的主要来源，约占NOX生成总量的75% ～ 90%。

由于燃煤工业锅炉自身特点，选择性催化还原（SCＲ）与选择性非催化还原（SNCＲ）两种应用较广的烟气脱硝技术需要的温度窗口条件往往难以满足，因此，燃煤锅炉烟气脱硝技术和设备尚不能直接应用于工业燃煤锅炉上。

鉴于此，必须优先考虑采用低氮燃烧技术，这是控制燃煤NOX排放最主要也是较经济的技术手段。

一在煤粉燃烧过程中，NOX依据生成原理主要分为：1燃料型NOX：燃料中的氮氧化物在燃烧过程中氧化反应生成。

在燃料燃烧生成NOx的过程中，如遇到烃（CH）或碳（C）时，NO将会被还原成氮分子N2，这一过程中被称为NO的再燃烧或燃料分级燃烧。

因此，锅炉燃烧最初形成的NOX，并不等与其排放浓度，而随着燃烧条件的改变，生成NOX可能被还原或被破坏。

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。

主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃，与燃烧空气中的N2发生反应，形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOX。

燃气轮机降低氮氧化物排放的干式方法

燃气轮机降低氮氧化物排放的干式方法摘要：文章首先简要阐述了降低氮氧化物排放的必要性，随后分析了NOx的生成机理及燃气轮机的脱氮技术，在此基础上对干式燃烧法在燃气轮机降低氮氧化物排放中的应用进行论述。

期望通过本文的研究能够对燃气轮机燃烧运行过程中氮氧化物的降低有所帮助。

关键词：氮氧化物；燃气轮机；干式燃烧法1降低氮氧化物排放的必要性氮氧化物即NOx，它是由多种化合物组成的一类物质，主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。

燃烧是NOx产生的主要方式之一，大部分燃烧方式中产生的NO约为90%左右，剩余的10%则以NO2为主。

相关研究结果表明，火力发电是空气中NOx的主要来源，当空气中的NOx溶于水之后会生成硝酸雨，这种雨会对自然生态环境带来极大程度的危害，并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严重腐蚀，进而引起巨大的经济损失。

如果人们引用了含有酸性物质的地下水，会对身体健康造成影响。

同时，当NOx浓度超标之后，会与人体血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧，进而进气中枢神经麻痹。

近年来，我国在大力发展经济的同时，对自然生态环境造成了一定程度的破坏，因NOx排放量超标引起的各种环境问题越来越多。

为了有效减轻NOx的危害，必须逐步降低NOx的排放量，这已成为我国当前亟待解决的问题之一。

2NOx的生成机理及燃气轮机的脱氮技术2.1NOx的生成机理相关研究结果表明，NOx主要有以下几种生成途径：2.1.1燃料型NOx。

具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃烧过程中发生热分解，进而氧化生成NOx。

2.1.2热力型NOx。

具体是指空气当中的氮气在高温的条件下经过氧化后生成NOx。

2.1.3快速型NOx。

当燃烧燃烧时，空气中的氮与燃料当中的碳氢离子团会发生化学反应，由此会快速生成NOx。

在上述三种生成途径当中，快速型所占的比例相对较少，仅为5%左右；当温度在1600摄氏度以下时，热力型的生成率非常低，但当温度超过1600摄氏度后，热力型的NOx生成速度会急剧增加，并且两者之间成正比例关系，即温度越高，NOx的生成率越高。

NOx生产机理及降低的办法

NOx生成机理在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种：（1）热力型NOx，燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。

其生成机理可用捷里多维奇(ZELDOVICH)反应式表示，即O2+N→2O+N,O+N2→NO+N,N+O2→NO+O在高温下总生成式为N2+O2→2NO,NO+0.5O2→NO2随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。

当T<1500℃时,NO的生成量很少,而当T>1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6~7倍。

（2）快速型NOx，快速型NOx是1971年FENIMORE 通过实验发现的。

在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以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NOx，其形成时间只需要60ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。

（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。

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。

在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。

由于煤的燃烧过程由挥发份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和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。

NOx生成特点在这3种途径中,快速型NOx所占的比例不到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。

由NOx的生成机理可以看出，NOx的生成及破坏与以下因素有关[3]：⑴煤的燃烧方式、燃烧工况,其生成量依赖于燃烧温度水平；⑵煤种特性，如煤的含氮量，挥发份含量等；⑶炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和CHi的含量；⑷燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。

NOx的生成机理

随着我国实行可持续发展的战略，经济建设和环境的协调发展已成为可持续发展的一项重要内容，因此环境保护已成为当前和今后一项任重而道远的工作。

在燃煤电厂排放的大气污染物中，氮氧化物（NOx）因为对生态环境和人体健康的危害极大，且难以处理，所以成为重点控制排放的污染物之一。

由于环保滞后，特别是治理资金的匮乏，我国对NOx的治理还很有限，因此通过燃烧调整来减少燃煤电厂污染物的排放，特别是NOx的排放，具有积极的意义。

1NOx的生成机理NOx主要指NO和NO2，其次是N2O3，N2O，N2O4和N2O5。

在发电厂锅炉的煤粉燃烧过程中，NOx的形成途径主要有两条：一是有机地结合在煤中的氮化物在高温火焰中发生热分解，并进一步氧化而生成NOx；二是供燃烧用的空气中的氮在高温状态与燃烧空气中的氧发生化合反应而生成NOx。

在煤粉锅炉生成的NOx中，主要是NO，约占95%，而NO2仅占5%左右，N2O3，N2O，N2O4和N2O5的量很少。

NOx的生成量与锅炉的容量、结构、燃烧设备、煤种、炉内温度水平和氧量、运行方式等有关。

煤燃烧过程中所生成的NOx有三种类型，即热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。

1.1热力型NOx的生成热力型NOx是燃烧空气中的氮在高温下氧化而成的。

其生成机理是由前苏联科学家捷里道维其（Zeldovich）提出的，按这一机理，热力型NOx的生成主要由以下链锁反应来描述：式中：t——反应时间；T——反应温度；c(NO)——NO的浓度；c(O2)——O2的浓度；c(N2)——N2的浓度。

由上式可以看出，影响热力型NOx生成量的主要因素有燃烧反应的温度、氧气浓度和反应时间，而且温度对热力型NOx的生成影响最大。

实际上在1 350 ℃以下，热力型NOx 生成量很少，但随着温度的上升，热力型NOx生成量迅速增加，温度达1 600 ℃以上时，热力型NOx占NOx生成总量的25%～30%。

1.2燃料型NOx的生成燃料型NOx占煤粉锅炉NOx生成总量的70%～80%。

NOx和HC生成机理

NOx和HC生成机理1:NO x的生成机理NO x的生成主要有三个条件：（1）高温，一般认为当燃烧温度高于2600K时就会开始大量的生成NO x。

（2）富氧，NO x的生成离不开高浓度的氧环境。

（3）缸内的滞留时间。

即已燃气体在缸内的停留时间越长NO x的生成越多，反之则越少。

一：点燃式内燃机（1）空燃比的影响氧浓度的影响对于NO x的形成非常重要，NO x的形成有一个最佳的浓度，也就是说在发动机中有一个最佳的空燃比是适合NO x的形成的，一般认为当过量空气系数为1.1时，NO x浓度达到最高，当低于该值时由于氧的浓度较低，因此就抑制了NO x的生成；而高于该值时，因为过量空气系数较大，从而影响了缸内混合气的温度，这样也降低了NO x的生成。

（2）点火定时的影响对于点燃式发动机，点火正时对于NO x的形成非常重要，当推迟点火式。

可以降低发动机的最高燃烧温度，缩短已燃气体在缸内的停留时间，这样可以有效的降低NO x的形成。

同时，推迟点火还将提高排气温度，这样还有助于HC的后氧化，但是推迟点火却会使得燃油消耗量增加，同时降低比功率。

（3）已燃气体的影响已燃气体主要是指缸内残留的废气和通过从排气管引回缸内的再循环废气（EGR）两部分。

发动机气缸内的气体主要由进入的新鲜空气，挥发的燃料气体和残留废气三部分组成。

残留废气对于发动机缸内混合气的温度，热容，氧浓度有较大的影响。

一般来说残余废气系数的增加回使混合气热容增加，降低燃烧的最高温度，同时还使得发热量降低，这些都会使NO x的生成量降低。

因此，现在一般要求在不影响发动机性能的基础上尽可能的增大EGR 率来降低NO x的生成。

当然，EGR的加入是有限度的，过量的EGR会使得缸内的混合气过于稀释，从而影响燃料的燃烧，造成PM和HC排放的增加；同时也会降低发动机的燃油效率。

二：压燃式发动机柴油机的NO x的形成与汽油机一样，也主要受缸内的最高燃烧温度的影响，其中柴油的NO x生成主要受开始阶段的燃烧的影响，据研究表明，柴油机的NO x主要出现在发动机开始燃稍候的20ºCA内。