分析燃料锅炉低氮燃烧的环境化学原理及环境学意义.pdf

分析燃料锅炉低氮燃烧的环境化学原理及环境学意义 化学原理：在实际的燃烧过程中，锅炉排放的靓氧化合物主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮（NO2)、一氧化二氮（N20)，在这些的气体中 NO 占到百分之九十以上，而二氧化氮和一氧化二氮总共占到不超过百分之十一，在燃烧的过程中，虽然会生成一氧化氮气体，但是在低温的情况下，一氧化氮会被氧化成二氧化靓。总体来分，在锅炉中形成氮氧化物 NOx 主要包括三种:速度型 NOx、热力型 NOx、燃烧型 NOx。所以氮氧化物 NOx 的生成原理一般分为速度型、热力型、燃烧型三种。在氮氧化物中，热力型氮氧化物是氮气在火电厂锅炉中，燃烧时受到氧气氧化产生的，温度在诸多影响空气中氮、氧化转为氮氧化物的因素中是主要的。随着锅炉内反应温度的不断增加，其反应速度以指数规律持续增加。当反应温度降低时，锅炉内生成的一氧化氮就会减少，当锅炉内的反应温度上升至1500以上时，其温度每上升 100，反应的速率就会增加 6 倍到7 倍之间;速度型氮氧化物 NOx 指的是燃料中碳氢离子团与空气中氮气相互的反应形成的，因为煤粉燃料中 NOx 的热分解温度大概在 600到 800，然后在过程中就会生成燃料性的氮氧化物 NOx。在这个燃烧的过程中，首先是含有氮的一些有机化合物在高温环境下热裂解，产生氮和氰化物等集团，随后在氧气的环境中氧化进而形成了氮氧化物 NOx。煤炭的燃烧过程主要是有两个阶段，第一个是挥发份燃烧，第二个是焦炭燃烧，所以燃料型氮氧化物 NOx 的形成和这两个燃烧过程有着很大联系;而燃烧型氮氧化物 NOx 是含氮化合物在火电厂锅炉中燃烧时发生了热分解产生的，燃料中挥发时，碳氢化合物在经过较高温度时会分解生成碳氢物，这些碳氢自由基与氮气发生反应并生成 H-C=N 和氮气，再与氧气相互作用，目的是迅速的生成丹氮氧化物 NOx，这段时间只需六十秒时间，生产物成的量和锅炉内炉瞠的压力呈正比例，温此时的度相没有很大的变化。煤粉在火电厂锅炉中燃烧，氮氧化物 NOx 的产生与其燃烧的条件和燃烧的方式有着很大的关系。对氮氧化物 NOx 的产生和燃烧的影响因素大体可以分为下面几点:第一，煤炭的品质和质量，不一样的煤炭品种和煤炭质量在燃烧后产生的氮氧化物 NOx 和燃烧的情况是不一样的;第二，锅炉内的温度，温度的不同也会在很大程度上影响氮氧化物 NOx 的形成以及燃烧的程度;第三，煤粉和燃烧物停留的时间。要想减少氮氧化物形成的效率，提高燃烧的效率，可以通过控制煤粉和燃烧产物在锅炉内的停留时间，只要做的合理，氮氧化物产生的效率会很大程度的降低。第四,不同氮氧化物 NOx 的体积比。煤炭磨成细粉后,再锅炉内的气体主要有氮气(Nz)、氢气(H:)，氮氧化物(NOx)，氧气(O:)、一氧化氮(NO)等，如果这些气体的体积分数或者体积比不同，那么燃烧后产生的大氧化物和燃烧的条件也会不一样。环境学意义：氮氧化物的生成是因为锅炉中空气存在的原因，NOx 随着空气含量的增加而不断产生，由于这个原因，在炉内采取措施，比如低空气过量运行技术，这样可以使氮氧化物的含量在很大程度上降低，同时可以尽可能的降低锅炉内部热量的损失，进而可以使锅里的运行效率得到提高。这种方法的不足之处在于会产生一氧化碳和炭黑污染物等，这些物质的增加会使燃烧的效率降低。故当锅炉内的空过太多时，要满足锅炉的燃烧效率，尽可能的降低氮氧化物。