氮氧化物的产生无非三个途径:
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。
氮氧化物的来源
氮氧化物的来源存在于大气中的氮氧化物有N2O、NO及NO2。
对流层中NO和NO2是污染气体,统称为NOx(氮氧化物)。
氮氧化物的天然源主要是生物源,包括下列来源:1.生物死亡以后机体腐烂形成的硝酸盐,经细菌作用生成的NO及水随后缓慢氧化产生的NO2。
2.生物源产生的NxO氧化形成的NO X。
3.有机体中氨基酸分解产生的氨经OH自由基氧化形成的NO X。
氢氧化物的人为源主要来自矿物燃料在工业窑炉和汽车内燃机中的高温燃烧过程,一般产生的NO X中99%是NO,NO2仅占1%左右。
NO与NO2毒性都很大,NOx能由呼吸侵入人体肺部,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用,引起支气管炎、肺炎、肺气肿等疾病,NOX还能和碳氢化物生成光化学烟雾,NO2又是引起酸雨的原因之一。
此外NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
大气中的NOX除被土壤和植被吸收外,一般经气相或液相化学反应,最终转化成HNO3和硝酸盐而除去。
1.N2O的产生N2O(氧化亚氮,俗名笑气)利是自然界微生物活动的产物,大气中含量极微。
它的活性差,在低层大气中被认为是非污染气体。
N2O能吸收地面热辐射,成为对全球气候变暖起重要作用的温室气体。
N2O扩散至平流层后.则发生光解作用N2O+hv→N2+ON2O也可与存在平流层中的氧原子反应而被清除N2O+O→N2+O2N2O+O→NO+NO它对平流层中的臭氧层会发生破坏作用。
后一反应也是存在于平流层中的污染物NO的天然发生源。
2.NO的产生全球NO的总发生量每年约为4.78亿吨。
其中90%来自天然源,主要是大气中NH3的氧化和土壤中含氮物的动生物分解等。
人类活动排放的NO仅占10%。
NO2主要由NO氧化而来,每年产生量约5.68亿吨。
人类活动排入大气中的NO x,一部分来自硝酸厂、氮肥厂、金属冶炼厂等排出的废气,而更主要的来源则是燃料高温燃烧过程。
由于汽油中实际上是不含氮的,因此汽车内燃机内发生的化学反应是空气中氮和氧在高温条件下的直接化会,少量NO进一步氧化成NO2。
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。
氮氧化物的产生
氮氧化物的产生
氮氧化物是空气中的一种重要污染物,其主要的来源是燃烧过程
中释放出来的。
在常温下,三分之二的氮氧化物来自于汽车尾气、船
舶尾气以及家庭和工业燃烧等,另外三分之一的氮氧化物则来自于大
气中的真菌和土壤的细菌所产生。
氮氧化物的三个主要种类是一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)和
氮氧化物(N O X)。
一氧化氮是最简单的一种氮氧化物,是由空气中
的氮和氧在高温下反应而成,其主要来源是燃烧排放。
二氧化氮是一种有毒气体,是由一氧化氮和氧反应而成。
它可导
致许多疾病,如哮喘、肺癌和气管炎等,并会对大气层的臭氧浓度产
生影响,从而加速全球变暖的进程。
氮氧化物是家庭和工业燃烧过程中最常见的污染物之一。
为减少
它们的产生,可以采用一些措施,如优化燃烧过程,减少机动车使用
和使用高效的空气过滤器等。
此外,我们还可以尽量减少化肥的使用,因为化肥中的氮会在土壤中分解成氮氧化物。
总的来说,控制氮氧化物产生是一个长期的任务,需要全社会的
共同努力。
我们可以通过加强环境监管和采取科学、综合的措施,来
减少氮氧化物的产生,同时保护我们的环境和健康。
大气氮氧化物排放的来源和控制措施
大气氮氧化物排放的来源和控制措施大气氮氧化物(NOx)排放的来源和控制措施随着工业化和城市化进程的不断推进,大气氮氧化物(NOx)排放成为环境污染的一个重要因素。
本文将详细介绍大气氮氧化物排放的来源以及常见的控制措施。
一、大气氮氧化物的来源:1. 工业排放:工厂、发电厂、炼油厂等工业设施的燃烧过程中,燃料中的氮元素与氧气反应生成氮氧化物。
2. 车辆排放:汽车、摩托车等交通工具的燃烧过程也会产生大量的氮氧化物。
尤其是柴油车辆排放的氮氧化物含量较高。
3. 家庭燃烧:家庭使用的煤气、石油等燃料也会释放出氮氧化物。
4. 农业活动:农业生产中使用的化肥、农药等含氮物质在作物的生长过程中会转化为氮氧化物。
此外,畜禽养殖中排放的粪便也是氮氧化物的重要来源。
5. 自然过程:雷电、火山喷发等自然现象也会释放出大量的氮氧化物。
二、大气氮氧化物的控制措施:1. 燃烧控制:减少燃烧过程中氮氧化物的产生是最关键的控制措施之一。
通过提高燃烧炉燃烧效率、调整燃料供给方式、使用先进的燃烧技术等方法,可以降低氮氧化物的生成量。
2. 排放控制:在工业生产和交通运输领域,采用现代化的排放控制装置,如烟气脱硫、脱氮和烟气净化设备等,可以有效地降低氮氧化物的排放浓度。
3. 车辆尾气治理:加强对机动车尾气的治理是减少大气氮氧化物排放的重要手段。
采用先进的排放控制技术和绿色燃料,如尿素溶液喷射技术和电动车辆等,可以显著减少车辆排放的氮氧化物。
4. 绿色农业:在农业生产中,减少化肥和农药的使用量、提高施肥技术和管理水平,可以减少农业活动对大气氮氧化物的贡献。
此外,做好畜禽粪便的收集、处理和利用,也是防治氮氧化物污染的重要途径。
5. 加强监测和管理:建立完善的监测网络,对大气氮氧化物的浓度和排放情况进行实时监测和评估。
同时,加强对氮氧化物排放的管理,制定相应的法规和标准,严格执法,加大对不合格企业和车辆的处罚力度。
总之,大气氮氧化物排放对环境和人类健康造成严重影响。
氮氧化物产生与控制分析
氮氧化物产生与控制分析前言能源与环境是当今社会发展的两大问题,如何文明用能、合理用能已经成为人们越来越关注的话题。
在能源的利用中,矿物燃料的燃烧要排放出大量污染物。
例如,我国每年排入大气中的87%的SO2、68%的NOx和60%的粉尘均来自于煤的直接燃烧,因此,文明用能、合理用能,发展高效、低污染的清洁煤燃烧技术,降低NOx和SO2的排放量是当前亟待解决的问题。
循环流化床锅炉是最近二十年里发展起来的一种新型燃烧技术,它的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应,炉内湍流运动强烈。
它不但能达到90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率,而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。
本文对循环流化床锅炉中的NOx生成机制进行深入研究,分析影响NOx浓度的因素,探讨控制NOx排放量的措施,为循环流化床锅炉的设计、运行提供参考。
1NOx的生成机制煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),这两者统称为NOx,此外还有少量的氧化二氮(N2O)产生。
和SO2的生成机理不同,在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤燃烧方式、特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件关系密切。
在煤燃烧过程中,生成的NOx途径有三个:(1)热力型NOx(Thermal NOx),它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。
(2)燃料型NOx(Fuel NOx),它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx。
(3)快速型NOx(Prompt NOx),它是燃烧时空气中的氮和燃料中的炭氢离子团如CH等反应生成的NOx。
其中燃料型NOx是最主要的,它占总生成量的60%~80%以上,热力型NOx 的生成和燃烧温度的关系很大,在温度足够高时,热力型NOx 的生成量可占到总量的20%;快速型NOx在煤燃烧过程中的生成量很小。
另外,N2O和NOx燃料型一样,也是从燃料的氮化合物转化生成的,它的生成过程和燃料型NOx的生成和破坏密切相关。
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理一般分为如下三种:(a)热力型燃烧时,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。
随着反应温度T的升高,其反应速率按指数规律。
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。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为(b)瞬时反应型(快速型)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,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力次方成正比,与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分,不是主要来源。
(c)燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
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,它在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
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和等中间产物基团,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,故燃料型的形成也由气相氮的氧化(挥发份)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说,也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1)在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取:(1)减少燃烧的过量空气系数;(2)控制燃料与空气的前期混合;(3)提高入炉的局部燃料浓度。
氮氧化物产生机理
氮氧化物产生机理
氮氧化物是一种大气污染物,主要由硝酸盐和一氧化氮组成,是工业和交通运输等活动的产物。
氮氧化物的产生机理如下:
1. 烧燃料:氮气与空气中的氧气在高温条件下发生化学反应,产生一氧化氮(NO)。
2. 烧烤食物:烧烤食物时,脂肪滴落进炭火中,产生烟雾,其中的氮氧化物会进入空气中。
3. 电闪雷鸣:在雷暴过程中,由于高温和高压,氧气和氮气会分子分解,形成一氧化氮。
4. 焚烧废物:焚烧废物时,废物中的有机物与氮气反应,形成氧化氮。
5. 工业排放:许多工业过程中,如制造肥料或生产铝,会使用氮气,这些过程都会产生氮氧化物的排放。
以上是氮氧化物的主要产生机理。
氮氧化物的排放对健康和环境都有害,因此需要采取有效的控制措施。
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。
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:22222NO O NO NO O N ↔+↔+ 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。
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。
氮氧化物(NOx)的形成与防止
氮氧化物(NOx)的形成与防止NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在N2O:单个分子的温室效应为CO2的200倍,并参与臭氧层的破坏NO:大气中的NO2的前体物质,形成光化学烟雾的活跃组分NOx的来源:固氮菌、雷电等自然过程人类活动:燃料燃烧占90% 95%以NO形式,其余主要为NO2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空气中的氧发生化合反应而生成NOx。
在煤燃烧过程中,生成NOx的类型有三种:1)热力型NOx,它是空气中氮气在高温下氧化而生成的NOx。
2)燃料型NOx,它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成的NOx。
3)快速型NOx。
它是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOx。
传统低NOx燃烧技术1、低氧燃烧降低NOx的同时提高锅炉热效率CO、HC、碳黑产生量增加2、降低助燃空气预热温度燃烧空气由27℃预热到315摄氏度,NO排放量增加3倍3、烟气循环燃烧降低氧浓度和燃烧区温度——主要减少热力型NOx4、两段燃烧技术第一段:氧气不足,烟气温度低,NOx生成量很小第二段:二次空气,CO、HC完全燃烧,烟气温度低先进的低NOx燃烧技术原理:低空气过剩系数运行技术+分段燃烧技术1、炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器炉壁设置助燃空气(OFA,燃尽风)喷嘴类似于两段燃烧技术2、空气分级的低NOx旋流燃烧器一次火焰区:富燃,含氮组分析出但难以转化二次火焰区:燃尽CO、HC等3、空气/燃料分级的低NOx燃烧器空气和燃料均分级送入炉膛一次火焰区下游形成低氧还原区,还原已生成的NOx4、烟气再循环脱销技术的难点:处理烟气体积大;NOx浓度相当低;NOx的总量相对较大1、选择性催化还原法催化剂:贵金属、碱性金属氧化物还原反应4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O潜在氧化反应4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O2、选择性非催化还原法尿素或氨基化合物作为还原剂,较高反应温度化学反应4NH3+6NO →5N2+6H2OCO(NH2)2+2NO+0.5O2→2N2+CO2+2H2O同样,需要控制温度避免潜在氧化反应发生3、吸收法碱液吸收必须首先将一半以上的NO氧化为NOxNO/NO2=1效果最佳强酸吸收强硫酸吸收NO+NO2+2H2SO4→2NOHSO4+H2O4、吸附法吸附剂:活性炭、分子筛、硅胶、含氮泥煤NOx和SO2联合控制技术。
氮氧化物的生成机理及防治措施
快速型氮氧化物
总结词
快速型氮氧化物是在富燃料燃烧过程中,燃料中的氮化合物快速分解生成的。
详细描述
在富燃料燃烧时,燃料中的氮化合物在燃烧初期快速分解,与氧气反应生成快 速型氮氧化物,如一氧化二氮。这种类型的氮氧化物在燃烧过程中浓度较低。
氮氧化物的生成机理及防治 措施
汇报人: 2024-01-08
目录
• 氮氧化物的生成机理 • 氮氧化物的危害 • 氮氧化物的防治措施 • 氮氧化物排放标准及政策 • 未来研究方向与展望
01
氮氧化物的生成机理
热力型氮氧化物
总结词
热力型氮氧化物主要在高温条件下由空气中的氮气和氧气反 应生成。
详细描述
中国氮氧化物排放标准
中国政府为了控制氮氧化物排放,制定了一系列严格的排放标准。这些标准根据 不同地区和行业的特点,规定了具体的排放限值,并要求企业采取措施降低氮氧 化物排放。
中国氮氧化物排放标准不仅关注单个企业的排放,还注重区域和流域的排放控制 ,以实现整体环境质量的改善。
氮氧化物减排政策与措施
开发高效的氮氧化物控制技术
研发新型的氮氧化物控制技术 ,如催化还原、吸附分离、等 离子体处理等,以提高氮氧化
物去除效率。
针对不同行业和排放源的特 点,开发具有针对性的氮氧 化物控制技术,以满足不同
场景的需求。
加强氮氧化物控制技术的工程 化应用研究,提高技术的可靠 性和稳定性,降低运行成本。
加强国际合作与交流,共同应对氮氧化物污染问题
加强国际间的合作与交流,共同研究和应对氮氧化物污染问题,分享经验 和最佳实践。
氮氧化物产生的三种形式
氮氧化物产生的三种形式大家好,今天我们聊聊一个在我们生活中似乎不太被重视,却又跟我们息息相关的家伙——氮氧化物。
你可能会问:“这玩意儿是什么?跟我有啥关系?”其实,它跟空气、环境、甚至健康都紧密相连。
接下来,我们就来了解一下氮氧化物的三种主要形式,顺便聊聊它们的由来和影响。
1. 一氧化氮(NO)1.1 生成过程首先得说说一氧化氮。
这家伙听起来有点儿高大上,其实它是个简单的分子,由一个氮原子和一个氧原子组成。
你可能不知道,它的产生其实很常见。
比如说,当你在路上开车时,发动机燃烧的过程就会释放出一氧化氮。
想象一下,马路上那一车车的汽车,冒出的烟雾中就潜藏着一氧化氮。
哎,真是让人心情复杂。
1.2 功能与影响不过,一氧化氮并不只是个坏家伙,它在我们体内也有自己的角色哦。
它在血管扩张、降低血压方面可是个小能手。
可一旦它在空气中浓度过高,那就不妙了,可能会导致呼吸道问题。
就像那种感觉,平时觉得它没啥问题,但一旦你咳嗽得厉害,才意识到它的存在。
2. 二氧化氮(NO₂)2.1 生成过程接下来我们来说说二氧化氮。
这个家伙比一氧化氮多了一个氧原子,听上去更厉害了。
不过,实话实说,它也是一个不太讨喜的角色。
二氧化氮主要来源于汽车尾气、工业排放等。
这可真是个不折不扣的“空气污染先锋”。
我有时候在路上走,嗅到那种刺鼻的味道,就能猜到是二氧化氮在捣乱。
2.2 健康风险二氧化氮可是个“大麻烦”,它不仅让空气变得浑浊,还对我们的呼吸道造成伤害。
特别是对小朋友和老年人来说,风险更高,咳嗽、喘息等等,这些都是它的“杰作”。
我跟你说,遇到这种情况,真是想逃都逃不掉。
3. 氮氧化物的综合影响3.1 环境影响好了,最后我们再来看一下氮氧化物的整体影响。
氮氧化物不仅对我们个人的健康构成威胁,它们还会影响到环境。
比如说,它们在阳光的照射下,容易产生臭氧,而臭氧又是一种强烈的氧化剂,对植物、动物和人类都有害。
哎,想想就让人觉得心累,真是个恶性循环。
氮氧化物产生与解决方案
氮氧化物产生与解决方案
氮氧化物(NOx)是指由氮和氧组成的一类化合物,包括氮氧化物(NO)、二氧化氮(NO2)和三氧化氮(N2O3)。
它们
主要由工业过程、交通运输、能源生产和燃烧过程中排放出来。
氮氧化物的产生主要来源包括:
1. 燃烧过程:当燃料中的氮与空气中的氧反应时,会产生NOx。
燃烧过程包括工业锅炉、发电厂、汽车发动机等。
2. 工业过程:一些工业活动,如化肥、金属冶炼和化工生产过程中的炉窑燃烧也会产生大量的NOx。
3. 交通运输:汽车、卡车和飞机的尾气排放是城市和道路上NOx的重要来源。
针对氮氧化物的解决方案可以包括以下几个方面:
1. 控制和减少排放:采取减少燃烧过程中氮和氧的接触,提高燃烧效率,使用更为清洁的燃料等措施来减少NOx的排放。
2. 使用环保设备:对于工业过程和发电厂等固定源排放,可以使用脱氮装置(如SCR、SNCR等)来减少NOx的排放。
3. 发展清洁能源:推动可再生能源的发展,减少对化石燃料的依赖,可以减少能源生产过程中的NOx排放。
4. 提高交通运输的环保性能:推广电动汽车、混合动力汽车和公共交通工具,同时加强对尾气净化器和车辆排放标准的监管。
5. 国际合作与政策支持:加强国际合作,共同应对氮氧化物的问题,制定和执行相关政策和法规,确保各国和地区共同努力减少NOx的排放。
氮氧化物的产生无非三个途径:
氮氧化物的产生无非三个途径:1)热力型NOX:是空气中氮在高温(1 400℃以上)下氧化产生;2)快速型NOX: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;3)燃料型NOX: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。
一、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOX含量较多,快速型NOX极少。
燃料型NOX是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOX,燃料中氮并非全部转变为NOX,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOX排放总量,可采取:(1)减少燃烧的过量空气系数;(2)控制燃料与空气的前期混合;(3)提高入炉的局部燃料浓度。
二、热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOX,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取:(1)减少燃烧最高温度区域范围;(2)降低锅炉燃烧的峰值温度;(3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:低过量空气燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOX的生成。
这是一种最简单的降低NOX排放的方法。
一般可降低NOX排放15~20%。
但如炉内氧浓度过低(3%以下),会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使锅炉燃烧效率下降。
因此,在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数。
以上哪个理论也不粘到佛山工厂的边,因为我们的炉温只有800度,我们烟气的氧含量确实较高,但一直是9~15%,以往没有,现在却就有;即使是鼓风大、烟气氧含量较高引起,但消除这个因素也只能形成25%的下降空间。
或许煤有问题。
南海燕京啤酒同样的锅炉烟气氧含量只有8%,炉温有上千度,他们的氮氧化物的浓度也只有100多,看看我们只有找上海四方锅炉厂。
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氮氧化物的产生无非三个途径:
1)热力型NOX:是空气中氮在高温(1 400℃以上)下氧化产生;
2)快速型NOX: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;
3)燃料型NOX: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。
一、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOX含量较多,快速型NOX极少。
燃料型NOX是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOX,燃料中氮并非全部转变为NOX,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOX排放总量,可采取:
(1)减少燃烧的过量空气系数;
(2)控制燃料与空气的前期混合;
(3)提高入炉的局部燃料浓度。
二、热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOX,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取:
(1)减少燃烧最高温度区域范围;
(2)降低锅炉燃烧的峰值温度;
(3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:
低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOX的生成。
这是一种最简单的降低NOX排放的方法。
一般可降低NOX排放15~20%。
但如炉内氧浓度过低(3%以下),会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使锅炉燃烧效率下降。
因此,在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数。
以上哪个理论也不粘到佛山工厂的边,因为我们的炉温只有800度,我们烟气的氧含量确实较高,但一直是9~15%,以往没有,现在却就有;即使是鼓风大、烟气氧含量较高引起,但消除这个因素也只能形成25%的下降空间。
或许煤有问题。
南海燕京啤酒同样的锅炉烟气氧含量只有8%,炉温有上千度,他们的氮氧化物的浓度也只有100多,看看我们只有找上海四方锅炉厂。
靠我们自己可能解决不了问题。
高科。