基础研究

燃烧过程中排放出来的ＮＯｘ约９０％是ＮＯ，５％到１０％是Ｎ０２，ｌ％是Ｎ２０。烟气排出烟囱后其

中的ＮＯ最终在大气中被氧化成二氧化氮。在电厂烟囱排气中经常看到的红棕色即是二氧化氮。在

大气中二氧化氮经过一系列反应形成二次污染物。二氧化氮与太阳光和碳氢团反应形成光化学烟雾

和酸雨的成分【ｗ】。

氮氧化物主要是通过三种路经形成的：热力型、快速型、及燃料氮ｔ５＿】。

热力型或Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈ型氮氧化物是通过下列基本反应形成的：

Ｏ＋Ｎ２呻ＮＯ＋Ｎ

（１—１）

Ｎ＋０２叶ＮＯ＋Ｏ

（１—２）

Ｎ＋ＯＨ—ＮＯ＋Ｈ

（１—３）

把它定义为热力型是因为反应（１）具有非常高的活化能，因为氮气分子中氮原子间的三价键键

能很高，所以只有在高温下化学反应才足够快。传统的保证充分燃烧的条件（高温、足够长的停留

时间、高湍流度或混合）都是增加热力型氮氧化物的因素。因此，需要在有效燃烧及控制氮氧化物

的生成之间寻找一个最佳点。

热力型ＮＯｘ的形成对温度有很强的依赖关系，在温度超过１２００摄氏度时随温度的增加ＮＯｘ

的形成按指数规律增加。降低热力型ＮＯｘ可以通过对燃烧系统修改来实现。通过控制燃料与空气

的混合来控制燃烧速度，从而降低燃烧最高温度点的温度以此来降低热力型ＮＯｘ的形成。通过分

级燃烧即先加入部分燃烧空气，使燃料在完全燃烧之前先进行部分冷却然后在逐步加入剩余的燃烧

空气亦可有效降低热力型ＮＯｘ的产生。采用烟气再循环也可有效地降低最高温度区域的温度，从

未减少热力型ＮＯｘ的产生。这些方法已经被有效地用在燃烧气体燃料、油和煤的锅炉中用来降低

ＮＯｘ的排放。对于只含微量燃料氮的燃料如天然气，热力型ＮＯｘ是主要的。

快速型或Ｆｅｎｉｍｏｒｅ型ＮＯｘ是通过空气中的氮和碳氢原子团如ＣＨ和ＨＣＮ的反应产生的。快

速型ＮＯｘ产生的量比起通过其他机理产生的ＮＯｘ一般情况下要小得多。只有在燃用气体燃料的超

低ＮＯｘ燃烧器中，控制快速型ＮＯｘ才比较重要。

燃料型ＮＯｘ是煤燃烧时产生的ＮＯｘ的主要来源。研究燃料型ＮＯｘ的生产和破坏机理，对于

如何有效地在燃烧过程中控制ＮＯｘ的排放具有重要的意义。煤燃烧时约７５％至９０％的ＮＯｘ是燃料

型ＮＯｘ。煤中氮的含量一般为０．５％到２．５％。燃料型ＮＯｘ的生成机理非常复杂，学者们目前还在

对此进行研究。迄今为止的研究结果表明，煤燃烧的燃料型Ｎｏ艾的生成路径有两条：即挥发份氮

和焦炭氮。在煤燃烧的初期阶段，随挥发份释放的燃料氮经过反应在富燃料区产生一些中间产物，

这些中间产物在燃烬区或者被氧化成ＮＯｘ或者被还原成氮气。形成ＮＯ还是氮气取决于当地的燃

料和空气的化学当量比。由挥发份氮路径生成的ＮＯｘ占总燃料型ＮＯｘ的６０％到８０％ｔ２“】。

１．２循环流化床锅炉ＮＯｘ排放

循环流化床锅炉的ＮＯｘ排放比起传统的煤粉炉和炉排炉要低很多。这主要是由于循环流化床

锅炉床温一般情况下为约８７０。Ｃ，而其它炉型的燃烧温度要超过ｌ

１０００Ｃ。此外，循环流化床锅炉采

用分级燃烧也有效地降低了ＮＯｘ的生成。

传统燃料中像油和煤等含有氮化合物。在燃烧过程中一部分氮化合物中的氮被氧化生成燃料型

ＮＯｘ。这是锅炉排放的ＮＯｘ的主要部分，占总排放的约９０％。在高温情况下（１ １００。Ｃ）一部分空气

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