煤燃燒中nox生成的模擬(已修改)
2025-05-26 03:53 本頁(yè)面
【正文】 167。 6 煤燃燒中 NOx 生成的模擬 氮的氧化物 NOx主要是 NO和 NO2，其次是 N2O， N2O3， N2O4和 N2O5 1 燃燒過程中 NOx的生成機(jī)理 ? NOx生成的三種主要方式 ? 熱力 NOx, 它是助燃空氣中的 N2在高溫下氧化而生成的氮氧化物，其生成機(jī)理最先是原蘇聯(lián)科學(xué)家 Zeldovich等提出的 ? 燃料 NOx，系指燃料中的有機(jī)氮化合物在燃燒過程中氧化生成的氮氧化物 ? 快速 NOx，指碳化氫系燃料在燃燒時(shí)分解所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和 N2反應(yīng)生成的氮氧化物 ? 上述三種氮氧化物的組成隨燃料含氮量不同而有差別。對(duì)于燃煤，通常燃料 NOx占 70% 85%，熱力 NOx占 15% 25%，其余為少量的快速 NOx 熱力 NOx ? 高溫下空氣中的 N2氧化的產(chǎn)物，其主要反應(yīng)如下 O＋ N2→NO ＋ N （ 136） N＋ O2→NO ＋ O (137) N＋ OH→NO ＋ H (138) ? 以上反應(yīng)的活化能很大，且生成速度與燃燒溫度的關(guān)系密切 ? 當(dāng)燃燒溫度低于 1500℃ 時(shí)，熱力 NOx生成量極少 ? 控制熱力 NOx 的關(guān)鍵在于降低燃燒溫度水平，避免局部高溫，同時(shí)降低氧氣濃度 快速 NOx ? 碳?xì)浠衔锶紵^程中分解的 CH， CH2和 C2等基團(tuán)破壞了空氣中的 N2分子鍵，并經(jīng)反應(yīng)生成 HCN， NH和 N等原子基團(tuán)，它們?cè)倥c O， OH等基團(tuán)反應(yīng)生成 NO ? 快速 NOx只有在富燃的情況下，即碳?xì)浠衔镙^多，氧濃度相對(duì)較低時(shí)才發(fā)生 燃料 NOx ? 影響因素多，反應(yīng)復(fù)雜，因而至今對(duì)其反應(yīng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不夠完善 ? 有文獻(xiàn)認(rèn)為，從燃料 N向 NO的轉(zhuǎn)換是由兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)的過程所決定的。這兩個(gè)過程是：由燃料 N在高溫下分解生成含有 N原子的中間生成物 I（主要是 N、 CN、 HCN、和 NHi等化合物），然后 I和含有氧原子的反應(yīng)物 R（如 O、 OH、 O2等）反應(yīng)生成 NO，或者和 NO反應(yīng)而使之還原為 N2，即 I＋ R→NO ＋ … 燃料 N → I＋ NO→N 2＋ … ? De’Soete等人認(rèn)為燃料 N高溫分解主要生成 HCN， HCN氧化后生成NO，同時(shí) NO又被 HCN還原生成 N2，即 char O2 → NO → N 2＋ … 燃料－ N → HCN NO→N 2 煤粉燃燒之燃料 NOx的生成機(jī)理更為復(fù)雜 ? 既存在揮發(fā)分的單相燃燒，又有焦碳的多相燃燒，因而這時(shí)的燃料 NOx應(yīng)包括揮發(fā)分中的 N生成的 NO和殘留在焦碳中的 N生成的 NO這兩個(gè)部分 ? 揮發(fā)分中的氮化合物主要有 HCN和 NH3，兩者的比例不僅取決于煤的揮發(fā)分，而且與 N和碳?xì)浠衔锏慕Y(jié)合狀態(tài)等化學(xué)性質(zhì)有關(guān) ? 在典型的煤粉燃燒條件下，揮發(fā)分 NOx約占燃料 NOx的 6080% ? 相比揮發(fā)分 NOx，焦碳
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