氮氧化物生成的类型
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氮氧化物生成的类型:
热力型NOx:主要是在温度高于1500℃时 ,空气中的N2和O2反应而生成。
燃料型NOx:
是燃料和原料中的氮氧化而生成的。煤中氮主要以有机形态赋存,氮含量约为0.5%~2.5%;原料中氮含量主要以 NH4 +形式存在于有机组分中,由天然原料配成的生料中,NH4 +含量约为80~200g/t。
瞬时型NOx:
是碳氢类燃料在过剩空气系数α1的富燃料条件下 ,碳氢化合物和 N2在火焰面内快速反应而生成。
氮氧化物生成量
水泥熟料烧成过程中,回转窑窑头使用大约整个系统用煤量的40%,产生的NOx约750~1200ppm;经过分解炉的相关作用,出预分解系统的NOx约为600~700ppm 。烧成系统平均排放浓度为650ppm。
相当一部分新型干法水泥生产线NOx排放浓度超过这个平均数据。
超标原因:燃料品质;原材料配料,操作参数及操作稳定性等
1.回转窑部分NOx生成类型和生成量的主要因素
烧成温度的影响
回转窑主燃烧器火焰温度高达1700~2000 ℃,这种量级的火焰温度会促使热力型 NOx大量生成。研究表明,当温度高于1500℃时,温度每上升100℃,热力型NOx的反应速率就会增长6--7倍。
火焰形状的影响
根据定性判断,火焰形状拉长,可以降低高温点温度,减少热力型NOx生成量。但过长的火焰会降低高温区烧成温度,从而影响水泥熟料质量(游离钙高,合格率降低)。
废气在窑内的停留时间
在热能流量相同的条件下,窑截面空气流量越大,燃烧气体在高温区的停留时间越短,形成的NOx量越少。因此缩短烟气在燃烧器出口端附近高温区停留时间,可减少氧分子和氮分子的氧化反应机率,从而可降低 NOx的生成量。
过剩空气系数
在热能流量相同的条件下,窑截面空气流量越大,燃烧气体在高温区的停留时间越短,形成的NOx量越少。因此缩短烟气在燃烧器出口端附近高温区停留时间,可减少氧分子和氮分子的氧化反应机率,从而可降低 NOx的生成量。
煤粉的水分和细度二次风的含尘量
2.预热预分解系统NOx生成类型和生成量的主要因素
分解炉和窑尾上升管道区域 ,燃料燃烧温度约为950~1200℃,在此温度范围内,基本不产生热力型NOx。但是由于分解炉内的温度主要在800℃左右,而在这个温度下,主要生成燃料型NOx(包含生料)。
只有当分解炉的喷煤管设计使用不当,出现集中火焰时,会出现局部高温。这时有产生热力型NOx的可能。当煤粉的浓度过大(局部过剩空气系数过小)时,就有产生瞬时型NOx的情况。