烧结砖窑路NOx（氮氧化物）的产生及控制（一）

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烧结砖窑路Nox（氮氧化物）的产生及控制（一）

一、NOx（氮氧化物）
中国是一个以煤炭为能源的国家，煤在一次能源中占75%，其中84%以上是通过燃烧方式利用的。NOx是煤与空气在高温燃烧时产生的，是造成大气污染的主要污染源之一。其主要危害有：
对人体健康的直接危害，主要影响呼吸系统；
对植物有损害；
参与形成光化学烟雾，形成酸雨，污染环境；
N2O（一氧化碳）是一种温室气体，会破坏环臭氧层。
二、NOX产生机理   窑炉
煤在燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮，其生成量和排放量与燃烧方式、特别是烧成温度和空气过剩系数等密切相关。NOX生成途径主要有燃料型、热力型和快速性三种方式。其中快速型生成量很少，可以忽略不计。
1、热力型NOX
指空气中的氮气和氧气在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的一氧化氮和二氧化氮总和。其反应式为：
N2+O2=2NO
2NO+ O2=2NO2
当燃烧区域温度低于1000℃时，一氧化氮的生成量较少，而温度在1300~1500℃时，一氧化氮的浓度为500~1000ppm，而且随温度的升高，NOX的生成速度按指数规律增加。当温度足够时，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。
根据热力型NOX的生成过程，要控制其生成，就需要降低溶炉的最高烧成温度，并免产生场部高区，以降低热力型N0的生成
2、燃料型NOX
燃料型NOx的生成是燃料中的氮化台物在燃烧过程中氧化反应而生成的，称为料型一般的炉察产生的0中大约%%是燃料型的NOx因此，燃料型O是察产生x的主要途径。
燃料型NOx的生成和破坏过程不仪与煤种性燃料中氮化合物受热分解后在发分和焦影中的例，成分和分布有关，而目其反应过程还和燃烧多件(如温度和氧)及各种成分的浓度密切相关，在接加燃料的坯体进入察炉被加热以后，燃料中的氮有机化台物首先被分解成(HCN)。氢(NH4)和CN等中间产物，它们随挥发分一起从燃料中析出，被称为挥发分析出后仍残留在燃料中的氢化合物称为焦炭N。
在一般情况下，燃料型NOx的主要来是挥发性N，但其占总量60%-80%，其余为焦炭N所形成。在氧化性的环境中生成的N0x，遇到还原性气的时候会还原成N2，因此，客炉燃烧最初形或的N并不等于其排放浓度，而随着客炉燃烧条件的改变，生成的NOx可能被还原或被破坏。
燃料煤中的N在燃烧过程中转化为N的量与煤的挥发分及空气过剩系数有关。在空气过剩系数(a)>1的氧化气氛中，煤的挥发分越高，的生成量就越多。空气过剩系数(a)<1，高挥发煤的NOx生成量较低，其主要原因是高挥发的燃料迅速燃烧，使燃烧区含氧量降低，不利于N0的生成
综上所述，燃料型NO指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，进而进一步氧化而生成N其生成量主要取决于空气过剩系数(a儿空气过剩系数越高，N0h的生成和转化率也越高，燃料型占NOx总生成量的75%到90%。
3、快速型NOx
燃烧时空气中的N2和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃与空气中的N2发生反应。形成CN和HCN，继而氧化而生成NOx在燃煤窑炉中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。在这三种形式中，快速型NOx所占比例不到5%，在温度低于1300度时，几乎没有热力型NOx，对常规炉窑而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
三、NOx的生成因素
1、温度对NOx生成的影响：温度主要影响热力型NOx的生成量，从而影响总的NOx生成量。温度越高所占的比例越大。
2、空气过剩系数(a)对NOx生成的影响：α对燃料NOx、热力NOx及快速NOx均有影响，但影响的趋势不同。当α开始增加的时候，热力型NOx和燃料型NOx都增加；当α>1.1，热力型NOx减少，燃料型NOx继续增加；总的NOx随着α增加而增加。
3、预热温度对NOx生成的影响：如果提高预热温度则提前着火，这样预热带温度升高，挥发分大量析出，挥发分NOx(属于燃料型)大量增加。所以预热带急升温，NOx生成量越多。
4、煤质对NOx生成的影响
(1)挥发分的影响：当挥发份增加时，着火提前，温度峰值和平均温度均有所提高。同时挥发分含量增多，使得燃料型NOx也会提高
(2)含氮量的影响：随着含氮量的增加，NOx增加。
5、生产负荷对NOx的影响：随着进车速度的增加，窑炉燃烧强度增加、温度升高，热力型NOx生成量增加。
内容来源：网络