煙氣脫硝工程技術方案的對比選擇

煙氣脫硝工程技術方案的對比選擇

1 NOx的生成機理

NOx生成機理主要有燃料型、熱力型及快速型三種。燃料型NOx約占總NOx的80-90%；其次是熱力型，主要是由於爐內局部高溫造成，也可采用適當措施加時控製；快速型NOx生成量很少。

（1）燃料型NOx

燃料型NOx是由化學地結合在燃料中的雜環氮化物熱分解，並與氧化合而生成的NOx，其生成量與燃料中氮的含量有很大關係，當燃燒中氮的含量超過0.1％時，結合在燃料的氮轉化為NOx的量占主要地位，如煤的含氮量一般為0.5～2.5％；燃料NOx的形成可占生成總量的60％以上，燃料氮轉化為NOx量主要取決於空氣過剩係數，空氣過剩係數降低，NOx的生成量也降低，這是因為在缺氧狀態下，燃料中揮發出來的氮與碳、氫競爭不足的氧，由於氮缺乏競爭能力，而減少了NOx的形成。

（2）熱力型NOx

熱力型NOx的生成機理是高溫下空氣的N2氧化形成NO，其主成速度與燃燒溫度有很大關係，當燃燒溫度低於1400℃時熱力NOx生成速度較慢，當溫度高於1400℃反應明顯加快，根據阿累尼烏斯定律，反應速度按指數規律增加。這說明，在實際爐內溫度分別不均勻的情況下，局部高溫的地方會生成很多的NOx，並會對整個爐內的NOx生成量起決定性影響。熱力NOx的生成量則與空氣過剩係數有很大關係，氧濃度增加，NOx生成量也增加。當出現15％的過量空氣時，NOx生成量達到最大，當過量空氣超過15％時，由於燃料被稀釋，燃燒溫度下降，反而會導致NOx生成減少。熱力NOx的生成還與煙氣在高溫區的停留時間有關，停留時間越長，NOx越多，這是因為在爐膛燃燒溫度下，NOx的生成反應還未達到平衡，因而NOx的生成量將隨煙氣在高溫區的停留時間增長而增加。

（3）快速型NOx

快速NOx是1971年Fenimore根據碳氫燃料預混火焰的軸向NOx分布實驗結果提出的，是燃料在燃燒過程中碳氫化合物分解的中間產物N2反應生成的氮氧化合物，其生成速度極快，主要在火焰麵上形成，且生成量較小，一般在5％以下，其主要反應如下：在溫度低於2000K（1727℃）時，NOx主成主要通過CH-N2反應，在不含氮的碳氫燃料低溫燃燒時，需重點考慮快速NOx的生成。