燃烧理论第七讲NOx机理
燃烧过程中氮氧化物的生成机理
燃烧过程中氮氧化物的生成机理一、本文概述氮氧化物（NOx）是燃烧过程中产生的一类重要污染物，对人类健康和环境质量构成了严重威胁。
本文旨在深入探讨燃烧过程中氮氧化物的生成机理，为有效控制其排放提供理论基础。
文章首先概述了氮氧化物的主要来源和危害，然后详细介绍了燃烧过程中氮氧化物的生成途径，包括热力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx的生成过程。
接着，文章分析了影响氮氧化物生成的主要因素，如燃烧温度、氧气浓度、燃料种类等。
在此基础上，文章探讨了降低氮氧化物排放的技术措施，如低氮燃烧技术、烟气脱硝技术等。
文章对氮氧化物生成机理的未来研究方向进行了展望，旨在为燃烧过程氮氧化物减排技术的研发和应用提供有益参考。
二、氮氧化物的生成途径氮氧化物的生成主要发生在高温、富氧的燃烧环境中，其生成途径主要分为三种：热力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx。
热力型NOx：在高温条件下，空气中的氮气与氧气直接发生反应，生成NO，这是热力型NOx的主要生成方式。
这种反应通常在燃烧区域的温度高于1500℃时发生，且随着温度的升高，NO的生成速率会显著增加。
快速型NOx：快速型NOx主要在碳氢燃料浓度较高的区域生成，其中燃料中的碳氢化合物与氮气、氧气以及羟基自由基（OH）等发生反应，生成NO。
这种反应方式在火焰前锋的富燃料区域中特别显著，因为这里的碳氢化合物浓度最高。
燃料型NOx：燃料型NOx的生成与燃料中的氮元素有关。
在燃烧过程中，燃料中的氮元素首先被氧化为氨（NH3）和氰化氢（HCN）等中间产物，这些中间产物再进一步与氧气反应生成NO和NO2。
燃料型NOx的生成量取决于燃料的种类和燃烧条件，如火焰温度、氧气浓度以及燃料与氧气的混合程度等。
在燃烧过程中，这三种NOx生成途径可能同时发生，但在不同的燃烧条件和燃料类型下，它们对总NOx生成量的贡献可能会有所不同。
例如，在燃气轮机和高温工业锅炉中，热力型NOx是主要的NOx生成途径；而在柴油机和某些燃煤锅炉中，燃料型NOx的贡献可能更为显著。
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，在阳光的催化作用下，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。
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。
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。
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，在阳光的催化作用下，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。
燃烧过程中氮氧化物的形成机理
燃烧过程中氮氧化物的形成机理一、引言随着工业化的快速发展，燃烧过程在人类生活中扮演着越来越重要的角色。
燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)对环境和人类健康造成了极大的危害。
因此，研究燃烧过程中氮氧化物的形成机理，对于减少污染物排放、保护环境具有重要意义。
本文将从理论角度出发，详细阐述燃烧过程中氮氧化物的形成机理。
二、燃烧过程中氮氧化物的形成1.1 氮氧化物的形成途径氮氧化物主要由两种形式存在：一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
在燃烧过程中，这两种氮氧化物的形成途径如下：(1)燃料中的氮元素与氧气在高温下反应生成一氧化氮(NO):N2 + O2 → 2NO(2)一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮(NO2):2NO + O2 → 2NO21.2 影响燃烧过程中氮氧化物形成的主要因素燃烧过程中氮氧化物的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：(1)燃料特性：燃料中的氮含量、燃料中的硫含量、燃料中的微粒直径等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，含氮量较高的燃料在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大；含硫量较高的燃料在燃烧过程中容易产生硫酸盐型氮氧化物；微粒直径较小的燃料在燃烧过程中更容易形成NOx。
(2)空气特性：空气的温度、湿度、氧气浓度等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，空气温度较高、湿度较低、氧气浓度较高时，燃烧过程中氮氧化物的形成可能性较大。
(3)燃烧器结构：燃烧器的形状、尺寸、材料等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，火焰较宽、焰心较高的燃烧器在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大。
三、燃烧过程中氮氧化物的形成机理分析2.1 燃料中的氮元素与氧气的反应燃料中的氮元素主要来源于化石燃料，如煤、石油、天然气等。
这些燃料在燃烧过程中，氮元素与氧气发生反应生成一氧化氮(NO)。
这一过程是一个经典的化学反应，其反应式为：N2 + O2 → 2NO在这个反应过程中，燃料中的氮元素和氧气的原子数之比决定了一氧化氮(NO)的产率。
氮氧化物和低氮燃烧的生成机理
低氮燃烧的机理
一、NOx生成机理
在煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物NOx 主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)以及少量N2O 等。
目前，燃煤电厂按常规燃烧方式所生成的NOx 中，NO 占90 %，NO2 占5 %～10 %，N2O 仅占1 %左右。
因此,NOx 的生成与排放量主要取决于NO。
根据NOx 生成机理，煤炭燃烧过程中所产生的氮氧化物量与煤炭燃烧方式、燃烧温度、过量空气系数和烟气在炉内停留时间等因素密切相关。
煤炭燃烧产生NOx 的机理主要有3 种类型：热力型、快速型和燃料型。
在此3 种类型的NOx 中，燃料型NOx 是最主要的，占总生成量的60 %以上；热力型NOx 生成量与燃料温度的关系很大，在温度足够高时，热力型NOx 生成量可占总量的20 %；快速型NOx 在煤燃烧过程中的生成量很少。
二、低氮燃烧的机理
该系统以再循环烟气与碳颗粒再燃技术为主，以空气
分级燃烧技术调节锅炉主燃区燃烧状态，使主燃区燃烧温
度小于1300℃，热力型氮氧化物的生成量非常微小，达到
一次降氮的目的。
由于主燃区温度降低，在主燃区外部区
域进行在线燃烧气氛调整技术，通过在线燃烧气量的调整，使主燃区贫氧燃烧生成的大量CO与煤中的挥发分在次燃
烧区域内燃尽。
虽然此时的燃烧温度较高，由于还原性气
体的燃烧，氮氧化物的生成量非常低，达到二次降氮的目的。
柴油机中氮氧化合物(NOX)的生成机理及影响因素
柴油机中氮氧化合物（NOX）的生成机理及影响因素氮氧化合物（NOX）是柴油机主要排放污染物之一，不仅会生成酸雨，危害植物生长，而且也会破坏人体的中枢神经系统，因此NOX是柴油机排放主要控制指标之一。
本文详细介绍了NOX的生成机理，重点分析了喷油定时、放热规律、负荷、转速对于NOX生成率的影响。
标签：NOX；生成机理；影响因素0 引言柴油机一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放比汽油机低很多，但其过量空气系数很高，且燃烧过程中产生高温，导致NOX大量生成。
人吸入NOX 后出现眩晕、无力等病症，严重时出现窒息；另外，NOX还会与HC一起引起光化学反应，造成更严重的危害。
本文将主要介绍NOX的生成机理及影响因素，以期为NOX的控制提供一定的指导意义。
1 生成机理NOx是指燃烧过程中氮的各种氧化物，主要包括NO和NO2，其中NO的量相对较多。
根据泽尔多维奇理论，在高温、高压和富氧的环境下，NO的化学反应链为：O2→2O （1）O+N2→NO+N （2）N+OH→NO+H （3）由于O2的化学反应活性大于N2的化学反应活性，O2的分解相对更加的容易，所以上述链式反应的开始是O2首先在高温下分解为O原子，随后由O原子激发其他链式反应。
由反应2可以看出，NO是O原子切断N2分子的化合键生成的。
温度对于化学反应O+N2→NO+N的反应速率影响较大，因此降低柴油机的最高燃烧温度有助于抑制O+N2→NO+N的反应速率，降低NOX的排放。
同时，氧浓度对于化学反应O+N2→NO+N的反应速率也由一定影响。
此外，由于化学反应需要时间，所以氮和氧在高温中滞留的时间也是影响NOX生成的一个因素。
综上所述，降低柴油机的最高燃烧温度、降低化学反应区域的氧浓度、降低氮和氧在高温中滞留的时间，均可降低柴油机NOX的生成率。
从图1中可以看出：在过量空气系数>1的稀混合气区，NOX生成率随温度的升高而迅速增大。
在过量空气系数<1的浓混合气区，NOX生成率随氧浓度的减小而急剧降低。
NOX形成机理-如何控制NOX浓度教学提纲
N O X形成机理-如何控制N O X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，在阳光的催化作用下，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。
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。
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的种类以及生成机理
NOX的种类以及生成机理
一、氮氧化物种类
1.1一般意义上的氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等但对大气造成污染的主要是NO、NO2和N2O。
1.2燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO2——被统称为NOx。
在绝大多数燃烧方式中，产生的NO占90%以上。
1.3由于NO在大气环境中很快会氧化成NO2，因此通常用NO2的质量浓度来表示NOx浓度。
二、如何产生氮氧化物
2.1热力生NO：
它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时产生大量NO；
2.2燃料NO：
它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。
例如煤中约含有0．5％~2％的氮(按质量计)。
因为燃料中氮原子的接合能较小，所以在水泥窑系统相对较低温的分解炉内产生的燃料NO较多；
2.3瞬发NO
它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NO，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；
2.4生料NOx
它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NHx等。
燃烧过程中氮氧化物的生成机理
燃烧过程中氮氧化物的生成机理
燃烧过程中氮氧化物的生成是一个研究内容十分重要的科学问题。
燃烧过程中氮氧化物的
生成，一般指NOx(NO + NO2)。
NOx是指二氧化氮(NO2)以及一氧化氮(NO)，是燃烧过程
中非常重要的一组污染物。
由于NOx能改变大气环境，研究燃烧过程中氮氧化物的生成，将有助于减少环境污染。
氮氧化物的产生主要是由于空气的氮元素转化为温度高的氮氧化物而产生的。
空气中的氮
分子在燃烧过程中，温度升高到一定程度时，就会经历分解和氧化等反应，产生氮氧化物。
具体的反应机理是，空气中的氮分子首先发生了分解，温度升高后继续进行氧化，形成
NO以及NO2。
另外，氮氧化物还可能来源于燃料中含有氮元素的物质，如煤烟中的硝酸盐，在燃烧过程
中也会被氧化成NO以及NO2，这一部分发生在较低温度，燃烧后出现的烟气所含氮氧化
物比量较大。
并且，还有一个氮氧化物生成的重要源泉是排放出的催化氧化器：NH3，进入催化氧化器后，可以通过催化氧化反应产生NO以及NO2，这是NOx的最重要的生成渠道。
总之，燃烧过程中氮氧化物的生成是一个研究内容十分重要的科学问题。
空气中的氮分子分解和氧化反应；燃料中含有氮元素的物质被氧化反应；以及排放出的催化氧化器会形成NO以及NO2，都是氮氧化物的重要来源。
另外，氮氧化物的发生受温度的影响也十分重要，温度升高时，氮氧化物的发生就会增强，温度低时，氮氧化物的生成会减少。
深入研
究燃烧过程中氮氧化物的生成机理，能够有效的减少污染的发生，为环境的恢复和保护提
供有益的帮助。
NOx的生成机理
NOx的生成机理
在燃烧过程中, NOx生成的途径有3条:
1,是空气中氮在高温下氧化产生,称为热力型NOx；
2,是由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基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，称为快速型NOx；
3,是燃料中含氮化合物在燃烧中氧化生成的NOx，称为燃料型NOx。
关于热力NOx的生成机理是高温下空气的N2氧化形成NO；，其主成速度与燃烧温度有很大关系，当燃烧温度低于1400℃时热力NOx生成速度较慢，当温度高于1400℃反应明显加快，根据阿累尼乌斯定律，反应速度按指数规律增加。
这说明，在实际炉内温度分别不均匀的情况下，局部高温的地方会生成很多的NOx；并会对整个炉内的NOx生成量起决定性影响。
热力NOx的生成量则与空气过剩系数有很大关系，氧浓度增加，NOx生成量也增加。
当出现15％的过量空气时，NOx生成量达到最大：当过量空气超过15％时。
由于NOx被稀释，燃烧温度下降，反而会导致NOx生成减少。
热力NOx 的生成还与烟气在高温区的停留时间有关，停留时间越长，NOx越多。
NOX和CO的产生机理
1.1.3.1NOx 的生成机理内燃机燃烧过程中生成的氮氧化合物主要是NO ，另外还有少量NO 2，这些氮氧化合物统称为NO X 。
缸内燃烧生成NO 的机理通常认为有如下三种：高温NO 、激发NO 和燃料NO 。
（1）高温NO该机理认为NO 的来源主要是参与燃烧的空气中的N 2。
在高温下，氧气离解成O 需要的能量较小，故反应先从氧气离解开始。
混合气在化学计量比附近，导致NO 生成和消耗的反应式如下：O 2−−←−→−2O N 2+O −−←−→−1k NO+N O 2+N −−←−→−2k NO+O OH+N −−←−→−3k NO+H以上方程式中，1k 、2k 与温度有关，1k 受温度的影响较大，3k 为常数。
当温度越高，NO 生成量就越大。
同时NO 的生成量也取决于氧气的浓度。
由于NO 的生成比燃烧反应慢，只有很少部分NO 产生于火焰带，离开火焰的燃气是大部分NO 的生成场所。
根据高温NO 反应机理，NO 产生的要素主要是温度、氧含量和反应时间。
当氧含量充足时，温度越高、反应时间越长，NO 的生成量越大。
（2）激发NO该机理认为，N 2首先与碳氢化合物裂解生成的CH 和CH 2等反应，得到中间产物HCN 和NH,HCN 和NH 进一步反应生成CN 和N ，最后生成NO 。
反应方程式如下: 22CH CH H C n n ，−→−NH HCN N CH +−→−+22N HCN N CH +−→−+2NO N NH −→−−→−内燃机在混合气计量比小于1的过浓条件下容易激发生成NO ，但就整个燃烧过程中NO 的总生产量而言，激发NO 生成量只是很小一部分，其中详细的化学动力学过程尚不明了。
（3）燃料NO该机理认为燃料中的N 在燃烧过程中首先转变为HCN 和NH 3等中间产物，并逐步反应生成NO ，反应要求温度大于1600K 。
柴油机燃料含N 较少，通常燃料NO 排放量不显著。
1.1.3.2NOx 的危害柴油机排气中的NO X 的危害主要体现在NO 和NO 2的毒性上，NO 是一种无色无味的气体，本身毒性不大，但高浓度的NO 会使神经麻痹，造成中枢神经瘫痪及痉挛。
生物柴油燃烧过程nox生成机理的分析
生物柴油燃烧过程nox生成机理的分析生物柴油是指通过特定的生物转化技术，将农作物的残余物、所有植物油生物质和其他有机碳来源制备的燃料柴油。
越来越多的证据显示，氮氧化物（NOx）是主要污染化学物质之一，污染大气，影响人类健康。
研究生物柴油燃烧过程中NOx生成机理可以有效控制这种污染，为限制大气污染做出贡献。
NOx的生成机理大致可以分为三个步骤：第一，液态柴油在燃烧室内点燃，燃烧温度升高，NOx的生成开始。
此时，氧气被过量的空气提供，使得柴油的燃烧过程进入高温区间，氨和一氧化氮在高温下开始发生碳氮氧化反应，从而生成氮氧化物。
第二，在燃烧温度比较高的情况下，柴油中的一氧化碳被氧气氧化，产生一氧化氮，并与氨发生反应，形成氮氧化物。
第三，在燃烧室中，柴油与空气的混合比不断变化，使温度发生变化，从而改变氮氧化物的生成速率。
当空气流量增加时，燃烧温度升高，氮氧化物的生成速率增加，反之，氮氧化物的生成速率降低。
NOx生成机理可以通过调节柴油燃烧过程中内燃参数来控制。
控制环境中污染物的有效控制技术更常用于柴油发动机中，如涡轮增压器调节控制空气和柴油的混合比，可以防止柴油的燃烧温度过高。
此外，可以通过引入O2 / CO2混合气体的技术，调节柴油燃制过程中的温度，从而减少NOx的生成速率。
此外，NOx的生成也可以通过改变柴油燃烧过程中的某些参数来控制，如喷射压力、喷油量等。
降低喷射压力可以使气流量降低，使燃烧温度下降，从而降低氮氧化物的生成速率。
而减少喷油量也可以减少燃烧温度，进而抑制NOx的生成。
同时，发动机制造商可以通过采用抗烟添加剂的方法来减少柴油燃烧过程中的NOx排放。
这种抗烟添加剂通常含有碳酸钙或碳酸氢钠，吸收NOx，使之不再排放到大气中。
通过上述分析可以发现，生物柴油燃烧过程中NOx生成机理可以有效地通过控制内燃发动机，调节柴油燃烧参数，引入抗烟添加剂等方法有效的控制，可以降低NOx的排放，保护大气环境。
煤粉燃烧器燃烧过程中的NOx生成机理研究
煤粉燃烧器燃烧过程中的NOx生成机理研究煤粉燃烧是一种常见的能源转化方式，可以为工业生产和居民供暖提供大量的热能。
然而，煤粉燃烧过程中生成的氮氧化物（NOx）是一种重要的大气污染物，对大气环境和人体健康产生负面影响。
因此，研究煤粉燃烧器燃烧过程中NOx生成的机理，对于减少大气污染、改善空气质量具有重要意义。
NOx是指一类氮氧化物，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
在煤粉燃烧器燃烧过程中，NOx的生成主要是由两个主要反应路径引起的：热力生成途径和燃料成分生成途径。
首先，热力生成途径是指NOx生成与燃烧温度有关。
这个途径中，NOx的生成主要发生在大气氮气的三体反应中，该反应需要高温才能发生。
在煤粉燃烧中，燃料燃烧的高温区域通常是在燃烧器的燃烧区域。
燃烧室中的高温条件促使氮气分子发生不完全的氧化反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
其次，燃料成分生成途径是指NOx生成与燃料中的氮化物有关。
煤粉燃烧过程中，煤中的氮在相对较低的温度下，与燃料中的氢或氧发生反应，生成氨和硝酸盐。
这些氮化物在燃烧气氛中进一步氧化，生成NOx。
此外，煤中的有机氮也会发生同样的氧化反应。
因此，烟气中产生的NOx含量与煤中的氮含量、煤的粒度以及燃烧过程中的温度和氧浓度等因素有关。
针对上述机理，研究人员通过实验和数值模拟等手段进行了深入研究。
实验方面，通过调节燃烧温度、氧浓度等条件，并对生成的燃烧产物进行分析，可以获得在不同条件下NOx生成特点。
数值模拟方面，基于流体力学、化学动力学等原理，建立了煤粉燃烧过程的模型，模拟了燃烧过程中的温度场、浓度场等参数，从而预测和优化煤粉燃烧器的设计。
在实验研究中，一些控制措施和技术被提出，以减少煤粉燃烧过程中NOx的生成。
其中包括燃烧器高效低氮燃烧技术、循环燃烧技术和SNCR（选择性非催化还原）技术等。
这些措施通过改变燃烧室的设计、调整燃烧参数、添加NOx还原剂等方式，有效降低了煤粉燃烧过程中NOx的生成。
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%。
燃料型nox生成机理
燃料型nox生成机理
燃料型氮氧化物（NOx）是一种有害的大气污染物，其生成机理包含多种复杂的化学反应。
以下是燃料型NOx生成的简单解释。
首先，当燃料在高温下燃烧时，其中的氮和氧分子会发生反应生成氮氧化物。
NOx的生成机理包括两种主要类型：热NOx和燃料NOx。
热NOx是指在高温燃烧过程中，氮气和氧气通过氧化反应生成NOx。
在高温下，氮气和氧气分子的能量增加，使它们能够形成已电离的氮和氧原子。
这些原子可以与其他分子结合形成NOx。
燃料NOx是指在燃料的燃烧中，燃料中的氮气和氧化物反应生成NOx。
这种类型的NOx主要由石油和天然气中的氮气和有机物质引起。
当燃料燃烧时，其中的氮气会与氧化物反应，生成NOx。
这种反应的速率取决于燃料的组成和温度。
除了这两种类型的NOx生成机理外，还有一些其他的因素会影响NOx的生成，例如燃烧室的温度和压力、燃料的化学性质和空气中氧气和氮气的含量。
因此，为了减少燃料型NOx的生成，需要控制燃料的化学性质和改善燃烧过程的控制。
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一、氮氧化物的危害
NOx对人类健康的影响 N持O续2毒1性小是时N，O开的始4~对5人倍有，影空响气，中含的量N为O2（含2量0为~35.05）pppmpm时时 对人眼有刺激作用，达到150ppm时，对人的呼吸器官有 强用烈。的刺激性。NO2参与光化学烟雾的形成，具有致癌作
二、氮氧化物的生成机理
一般把NOx的生成分成热力NOx(T-NOx)、快速NOx(P-NOx) 和燃料NOx(F-NOx)。热力NOx是指燃烧用空气中的N2在高 温下氧化而生成的氮氧化物。快速型NOx的生成机理是 指碳氢系燃料在过剩空气系数小于1的情况下，在火焰面 内急剧生成大量的NOx。燃料NOx的生成取决于燃料中的 含氮化合物，城市燃气中一般不含燃料氮，所以不必考 虑燃料NOx。
k2cN cO2
k2cNOcO
N原子是中间产物，短时间内假定其增长与消失速度相等
dcN dt
k1cN2 cO k1cNOcN
k2cN cO2
k2cNOcO
0
cN
k1cN2 cO k2cNOcO k1cNO k c2 O2
代入上式得
dcNO 2 k1k2cOcO2 cN2 k1k2cN2OcO
dt
k2cO2 k1cNO
cNO属于微量级，上式可简化为
dcNO dt
2k1cN2 cO
如果认为氧气的离解反应处于平衡状态，则可得 cO k0cO1 22
则
dcNO dt
2k0k1cN2
c1 2 O2
实验得
dcNO dt
3104
cN2
c1 2 O2
exp
542000
RT
这就是捷里道维奇机理的NO生成速度表达式
氮有多种氧化物，包括氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、 四氧化二氮、三氧化氮和五氧化二氮等。燃烧过程产生的 氮氧化物是在燃料与空气高温燃烧时产生的，燃烧产生的 氮氧化物基本上是一氧化氮和二氧化氮，其中NO约占 95%（体积分数），NO2占5% （体积分数）。因此，氮 氧化物NOx在此仅指NO2和NO。
分解成CH、CH2、C2等基团，并破坏了空气中N2的分
子键其反应式如下：
CH2 N2 噲 垐 ?? HCN NH
CH N2 噲 垐 ?? HCN N
C2 N2 噲 垐 ?? 2CN
上述反应的活化能很小，反应速率很快，同时火焰中生成 大量的O、OH基团，与上述中间产物反应生成NO
HCN OH 噲 垐 ?? CN H2O CN O2 噲 垐 ?? CO NO CN O 噲垐 ?? CO N NH OH 噲 垐 ?? N H2O NH O 噲垐 ?? NO H N OH 噲垐 ?? NO H
由于氮分子的分解所需活化能较大，所以反应必须在高温 下才能进行。氧原子在链反应中起着活化链的作用。它来 源于氧的高温分解，或被H原子撞击分解而成。
生成NO的活化能很大，而氧原子与可燃成分之间的反应 活化能较小，反应很快。这说明NO不会在火焰面上生成， 而是在火焰的下游区域生成。
热力型NOx的影响因素
快速NOx的生成机理
有人认为快速NOx也是高温下氮氧化而成，因而也将其 归入热力NOx类。有人认为快速NOx可用扩大的捷里道 维奇机理来解释，但弗尼莫尔不认同这一说法，提出了 新的理论。
通过对减压甲烷火焰实验研究，发现HCN在火焰内达
到最大值后迅速下降，在HCN降低的同时， NOx浓度 急剧上升，因此弗尼莫尔等认为，是碳氢化合物燃烧时
燃烧过程中排放出来的氮氧化物主要是一氧化氮，以后 再氧化成二氧化氮。
热力NOx的生成： 空气中的氮在高温下氧化，是通过一组链反应进行的 （捷里道维奇机理）：
N2
O 噲垐 k1垎垐 k1
N
NO
O2
N
噲垐 k2垎垐 k2
NO O
按照化学反应动力学
dc
停留时间的影响
停留时间的影响是由于NOx的生成反应还没有达到化学平 衡造成的。气体在高温区停留时间增加或提高燃烧温度， NOx生成量迅速增加。同一过剩空气系数下， NOx随停 留时间的增大而增大，当停留时间达到一定值后， NOx 不再受影响。
燃料种类的影响
燃料种类对热力NOx影响很小 其他影响因素
热力NOx与压力的1.5次方成正比。 湍流对热力NOx有一定间接影响，因为湍流会改变燃烧 速率和放热状态，致使温度与压力的时间历程不同。
快速NOx的生成
在火焰面上不会生成热力NOx ，但碳氢化合物燃烧时 在火焰面上也会生成大量的NOx 。这种在α＜1时，在 火焰面内急剧生成的大量NOx，称为快速NOx 。其它 燃料没有这种现象。对于α＞1的情况，即使是碳氢化合 物，也可以用前述的热力NOx来描述。
温度的影响
热力NOx又称为温度型NOx ，上述表达式反映了温度与 NO之间的函数关系。当燃烧温度低于1800K时NOx热 力生成极少，随着温度的升高， NOx的量急剧升高。局 部高温也会导致NOx大量生成。 过剩空气系数的影响
热力NOx与氧的浓度的平方根成正比。在高温下氧浓度 增大会使其分解的氧原子浓度增大，导致生成NOx量增 加，但过剩空气系数增大也会导致火焰温度降低。因 此总的趋势是随着过剩空气系数的增大， NOx的生成先 是增加到一个极值后就会下降。预混火焰的极值出现 在α=1的位置，扩散火焰的极值会出现在α＞1的地方。
NOx对森林和作物的影响 可能引起农作物和森林树木枯黄，农作物产量降低、品质 变差。还会形成酸雨，破坏作物和树根系统的营养循环， 损坏细胞膜破坏光合作用。在树木生长季节结束后，由于 酸雾导致树木接受过量的氮，从而降低抗寒和抗干旱的能 力。
NOx对气候变化的影响 N下2O释会放引出起氮温原室子效，应破。坏同臭时氧N分2O子会，到导达致同臭温氧层层，减在少光。合作用
第七章
氮氧化物的生成与分 解机理
烟气中CO、NOx和SO2(SO3)对人的危害最大。正常条件 下，气体燃料是经过脱硫净化的，只要燃烧完全，CO的 含量也是很小的，因此如何减少氮氧化物的发生量，就成 为一个比较突出的问题。大气中的氮氧化物对人类及其生 存的自然环境有很大的影响，主要体现在对人类健康、对 作物生长及对全球大气环境的影响。