一、氮氧化物的簡介

1.氮氧化物指(zhi)的(de)(de)是只由氮(dan)(dan)(dan)、氧兩種元素組成的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物。常見的(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物有一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)氮(dan)(dan)(dan)(NO，無色(se))、二氧化(hua)(hua)(hua)氮(dan)(dan)(dan)(NO2，紅(hong)棕色(se))、一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)二氮(dan)(dan)(dan)(N2O)、五氧化(hua)(hua)(hua)二氮(dan)(dan)(dan)(N2O5)等，其中除五氧化(hua)(hua)(hua)二氮(dan)(dan)(dan)常態下呈(cheng)固(gu)體外(wai)，其他氮(dan)(dan)(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物常態下都呈(cheng)氣(qi)態。作為空氣(qi)污染物的(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物(NOx)常指(zhi)NO和NO2。

2.氮(dan)(dan)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(NOx)種類(lei)很多(duo)，包括一氧(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)氮(dan)(dan)(N2O)、一氧(yang)化(hua)(hua)氮(dan)(dan)(NO)、二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)氮(dan)(dan) (NO2)、三氧(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)氮(dan)(dan)(N203)、四氧(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)氮(dan)(dan)(N204)和(he)五氧(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)氮(dan)(dan)(N2O5)等多(duo)種化(hua)(hua)合物(wu)， 但主(zhu)要是NO和(he)NO2，它們是常見的大(da)氣(qi)污染物(wu)。

3.N2O3和N2O5都是(shi)酸性氧化物(wu)，N2O3的(de)(de)對應酸是(shi)亞硝酸(HNO2)，N2O3亞硝酸的(de)(de)酸酐;N2O5的(de)(de)對應酸是(shi)硝酸，N2O5是(shi)硝酸的(de)(de)酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是(shi)酸性氧化物(wu)。

4.天然排(pai)放的(de)(de)(de)NOx,主(zhu)要(yao)來自(zi)土壤和海洋(yang)中(zhong)有機物的(de)(de)(de)分解，屬于自(zi)然界的(de)(de)(de)氮循環過(guo)程。 人(ren)為(wei)活動(dong)(dong)排(pai)放的(de)(de)(de)NO，大部分來自(zi)化(hua)石燃料的(de)(de)(de)燃燒(shao)過(guo)程，如(ru)汽車(che)、飛機、內燃機及(ji)工業(ye)窯爐的(de)(de)(de)燃燒(shao)過(guo)程;也來自(zi)生產、使用硝酸的(de)(de)(de)過(guo)程，如(ru)氮肥廠(chang)、有機中(zhong)間體廠(chang)、有色(se)(se)及(ji)黑色(se)(se)金屬冶煉廠(chang)等。據80年(nian)代初估計(ji)，全世界每年(nian)由于人(ren)類(lei)活動(dong)(dong)向大氣(qi)排(pai)放的(de)(de)(de)NOx約(yue)5300萬噸。NOx對環境(jing)的(de)(de)(de)損害(hai)作用極大，它既是(shi)(shi)形(xing)成酸雨的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)物質(zhi)之(zhi)一，也是(shi)(shi)形(xing)成大氣(qi)中(zhong)光(guang)化(hua)學(xue)煙(yan)霧的(de)(de)(de)重要(yao)物質(zhi)和消耗O3的(de)(de)(de)一個重要(yao)因子。

5.在(zai)(zai)高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的(de)形(xing)式存在(zai)(zai)，最初排(pai)放的(de)NOx中NO約(yue)占95%。 但是，NO在(zai)(zai)大氣(qi)中極易(yi)與空氣(qi)中的(de)氧發(fa)生反(fan)應，生成(cheng)NO2，故大氣(qi)中NOx普遍以NO2的(de)形(xing)式存在(zai)(zai)。空氣(qi)中的(de)NO和(he)NO2通(tong)過光化(hua)(hua)學反(fan)應，相互(hu)轉化(hua)(hua)而達到(dao)平衡。在(zai)(zai)溫度較大或有(you)云(yun)霧存在(zai)(zai)時，NO2進一步與水分子作用形(xing)成(cheng)酸(suan)(suan)(suan)雨中的(de)第二重要酸(suan)(suan)(suan)分--硝酸(suan)(suan)(suan)(HNO3)。在(zai)(zai)有(you)催化(hua)(hua)劑(ji)存在(zai)(zai)時，如(ru)加上(shang)合適的(de)氣(qi)象(xiang)條件，N02轉變成(cheng)硝酸(suan)(suan)(suan)的(de)速度加快。特別是當NO2與SO2同時存在(zai)(zai)時，可以相互(hu)催化(hua)(hua)，形(xing)成(cheng)硝酸(suan)(suan)(suan)的(de)速度更快。

二、鍋爐煙氣中的氮氧化物主(zhu)要由兩方面原因生成

1、燃(ran)料中含氮(dan)元素的(de)(de)物(wu)質與(yu)氧氣發(fa)生反應產(chan)生的(de)(de)，但(dan)一般燃(ran)料中氮(dan)元素的(de)(de)含量非(fei)常低，除非(fei)是垃圾廢棄物(wu)燃(ran)料含氮(dan)量比較高，所以一般不太考慮這(zhe)方(fang)面因素。具體計算還要看含氮(dan)物(wu)質與(yu)氧氣發(fa)生反應的(de)(de)化學公式進行計算。

2、另一個主(zhu)要產(chan)(chan)生(sheng)原因是(shi)空氣中(zhong)的(de)(de)氮(dan)氣與氧(yang)氣在(zai)高溫(wen)下發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)生(sheng)成氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)，這是(shi)煙氣中(zhong)氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)主(zhu)要來(lai)源。氮(dan)氣與氧(yang)氣在(zai)高溫(wen)下發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)的(de)(de)量(liang)主(zhu)要取決于燃(ran)燒溫(wen)度(du)(du)、氮(dan)氣濃度(du)(du)與氧(yang)氣濃度(du)(du)。溫(wen)度(du)(du)越高、濃度(du)(du)越大(da)，產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)就越多，但具體的(de)(de)計算方法據了解還沒有(you)理論(lun)公(gong)式或者經驗公(gong)式，只能從趨勢上控制。

大多數鍋爐(lu)通過(guo)降(jiang)低燃燒(shao)區(qu)(qu)火焰溫度，同(tong)時減少高溫區(qu)(qu)空氣量供應(ying)，使高溫區(qu)(qu)燃燒(shao)反應(ying)處(chu)于(yu)缺(que)氧狀態，產(chan)生不完全燃燒(shao)，煙(yan)氣到(dao)(dao)低溫區(qu)(qu)再(zai)二次配風燃燒(shao)，使其他物質燃燒(shao)完全，達到(dao)(dao)降(jiang)低氮氧化(hua)物排(pai)放的(de)目的(de)。

在煤(mei)粉燃燒過程中主要通過三種形式產(chan)生氮(dan)化物(wu) 瞬時反(fan)應型 熱反(fan)應型和燃料型 由(you)于產(chan)生機理不一樣(yang) 控(kong)制方(fang)法法也各不相同(tong)。

1.   熱(re)(re)反應(ying)型(xing)：是由(you)于(yu)空氣中的(de)氮(dan)在(zai)燃燒過(guo)程中由(you)于(yu)一定的(de)連鎖反應(ying) 在(zai)溫度(du)(du)較高(gao)的(de)區(qu)間內(nei)而發(fa)生反應(ying)導致產生氮(dan)化物(wu)的(de)過(guo)程。并且最(zui)后(hou)生成的(de)一氧化氮(dan)含量(liang)和溫度(du)(du)有(you)很(hen)大(da)關系(xi)，當溫度(du)(du)小于(yu)1500時含量(liang)很(hen)小 當溫度(du)(du)大(da)于(yu)1500時含量(liang)隨溫度(du)(du)的(de)增(zeng)加而成指(zhi)數增(zeng)加 所以稱(cheng)之為熱(re)(re)反應(ying)型(xing)。

2.瞬時反應(ying)型：是由(you)于燃(ran)料(liao)中(zhong)(zhong)的揮發物中(zhong)(zhong)的碳(tan)氫化合物受熱(re)分解成(cheng)CH自由(you)基，它在和(he)空氣中(zhong)(zhong)的氮生成(cheng)HCN和(he)N，再進一(yi)步瞬時生成(cheng)氮化物。它和(he)溫(wen)度關系不大(da) 但是和(he)爐膛壓力有關。大(da)約是爐膛壓力的0.5次方成(cheng)正比(bi)。

3.燃料型(xing)：燃料型(xing)在幾個中份額(e)較大。機理比較復(fu)雜就不詳(xiang)述。生成氮化物的含量(liang)和過量(liang)空氣系數(shu)(shu)有關，其(qi)轉化率(lv)隨過量(liang)空氣系數(shu)(shu)的增加(jia)而增加(jia)，在過量(liang)空氣系數(shu)(shu)小于1時，含量(liang)顯著下降(jiang)。

三、氮(dan)氧化物控制措(cuo)施

由上面(mian)可(ke)以看出，要達(da)到降低氮(dan)化物含量的目(mu)的可(ke)以從一下幾個(ge)方(fang)方(fang)面(mian)進行著手(shou)。

1.降低過量空氣(qi)系數，使煤粉在(zai)缺氧條件下燃燒。

2.降低燃燒(shao)溫(wen)度，防止(zhi)產生局部高(gao)溫(wen)。

3.縮短煙氣在高溫區的停(ting)留時間

4.用低氮燃燒器。

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