NOx生成原理

1.1.1       NOx生成原理

燃烧过程中生成的氮氧化物包括NO、NO2、N2O等，其中NO占90%以上，NO2占5-10%，N2O只占1%左右，因此燃烧过程中产生的NOx主要是指NO和NO2。在含氮物质的氧化和还原反应过程中，按照NOx生成的主要途径和来源可以分为热力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx（见图1）。

（1）热力型NOx

热力型NOx主要是指在燃烧过程中参与燃烧的空气中的氮气被氧化生成的NOx，其中的生产过程是一个不分支连锁反应。热力型NOx的生成机理是前苏联科学家捷里多维奇（Zeldovich）于1946年提出的。总反应式如下：

(1)

(2)

图1  燃烧中NOX生成和脱除的反应途径

                                                                                    

图2  热力型NO与温度的关系

根据Zeldovich实验结果，通过推导计算可以得到Zeldovich机理的NO生成速率的简化表达式：

                              (3)

由式（5）和图2可以看出，热力型NOx的生成速率受到有效反应成分浓度以及温度的影响。在燃烧温度低于1773K（1500℃）时，几乎观察不到NOx的生成，只有当温度高于1773K（1500℃）时才变得明显，能占到NOx生成总量的20%以上，而且温度每增加100K（100℃）时，反应速率增大6~7倍。因此热力型NOx的控制原理就是降低高温火焰区的氧浓度、降低燃烧温度以及缩短在高温区的停留时间，在工程实践中体现为利用低NOx燃烧器、贫氧强化扩散燃烧、浓淡燃烧、水蒸气喷射以及高温空气燃烧等措施来有效控制热力型NOx的生成。

（2）快速型NOx

Fenimore根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果，指出碳氢自由基（CHi）在燃烧过程中撞击空气中的N2分子生成HCN、NH、CN和N等中间产物，这些中间产物再进一步氧化生成NOx，称为快速型NOx。快速型NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气，但是同热力型NOx的生成机理却不相同，其主要生成路径如图3所示。

快速型NOx的生成对温度的依赖性很低，然而过量空气系数对快速型NOx的影响较大。燃烧过程中快速型NOx的生成量很少，一般不作wNOx控制的主要考虑对象   

                                                                                       。

图  快速型NOX的费尼莫尔反应机理

（3）燃料型NOx

燃料型NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx，其主要生成路径如图4所示。由于N-H键和N-C键的远比N≡N键要小得多，燃料型NOx的生成要比热力型NOx容易得多，生成NOx的最主要来源，约占NOx生成总量的60-80%。

图4  燃料型NOX生成机理

煤中的燃料氮一部分在高温下转变成挥发分氮，另一部分留在焦炭中焦炭氮。从图4可见，挥发分氮和焦炭氮在一定的条件下又生成NO2。燃料氮转化成挥发分氮的比例、挥发分氮以及焦炭氮转化生成NO例和燃烧温度、过量空气系数、空气与燃料的混合情况等燃烧条件以种特性有关。

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qugd 发表于 2017-5-8 16:14
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这篇文是我在刚接触这个行业的时候写出来的，用在给客户做方案的前期介绍，我想给大家分享一个如何自己对工况进行臭氧选型，但是我才来这个论坛，我不知道怎么分享word文档。最后，请你不要再不清楚事情原委的情况下轻易的对一个人或者一件事做出评价

这些基础理论的东西多数是从外文翻译，国内经过多少引用后再编入基础理论课本，谈不上什么原创，只能算是知识分享了。

zjing80 发表于 2017-5-10 15:14
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我司从04年开始接触这个行业，老外有可能是从咱们国内引用过去的呢，对不对

我认为不管是不原创，都是挺好的

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你把文件附件发上来吧，有些图形没有显示出来。

是不是原创不是很重要啦，楼主的意思是这个文章中应该有他自己的观点在里面。各个期刊上面发表的论文有的还不就是东抄西抄照样说原创嘛，理解万岁！支持楼主！
最后还是希望楼主能上传附件，等级不够可以去看看新手学习区如何快速将自己的年级提升上来。

wuchangjian 发表于 2017-6-8 11:15
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