1.　NOx的生成途徑

　　NOx主要(yao)包括(kuo)NO和NO2并且天然礦(kuang)物燃(ran)(ran)料(liao)(天然氣、煤(mei)炭、石油(you))燃(ran)(ran)燒過程生(sheng)(sheng)成(cheng)的NO主要(yao)是NO約(yue)占90%左(zuo)右。因此研究(jiu)(jiu)燃(ran)(ran)燒過程中(zhong)(zhong)NO,的生(sheng)(sheng)成(cheng)途(tu)徑研究(jiu)(jiu)NO的生(sheng)(sheng)成(cheng)途(tu)徑。燃(ran)(ran)燒過程中(zhong)(zhong)NO的生(sheng)(sheng)成(cheng)分(fen)為(wei)熱力型(xing)、快速型(xing)以及(ji)燃(ran)(ran)料(liao)型(xing)三種

　　1.1 熱力型NOx生(sheng)成(cheng)是(shi)指烴(jing)(jing)(jing)類(lei)或非(fei)烴(jing)(jing)(jing)類(lei)燃料(liao)在過剩空氣系數a>1條(tiao)件(jian)下和非(fei)烴(jing)(jing)(jing)類(lei)燃料(liao)在a<1條(tiao)件(jian)下燃燒生(sheng)成(cheng)的。

　　1.2 快速(su)型NOx是指烴(jing)類燃(ran)料在過剩空氣系(xi)數<1條件下(xia)，即燃(ran)料過濃(nong)時燃(ran)燒生成的。

　　1.3 燃(ran)(ran)料型NOx是指燃(ran)(ran)料中含氨化合物在(zai)燃(ran)(ran)燒過程中氧化而生成的。

　　2. NOx的生成(cheng)影響因素

　　2.1熱(re)(re)力型NOx(T-NOx)，熱(re)(re)力型NOx 是(shi)由(you)空氣中的N2 在高溫(wen)(wen)下氧化生成的。影響(xiang)因素主要是(shi)溫(wen)(wen)度(du)、O2濃度(du)和時間。

　　2.1.1溫度(du)影響(xiang)：溫度(du)對熱力(li)型(xing)NOx的(de)影響(xiang)是非常明顯的(de),當燃燒溫度(du)升(sheng)高時,T-NOx生成量增加。下(xia)圖給出了NOx的(de)生成量與燃燒溫度(du)的(de)關系

　　2.1.2 過(guo)(guo)量(liang)(liang)空氣(qi)(qi)系(xi)數(shu)的(de)影響：熱(re)力型NOx生成量(liang)(liang)與(yu)氧(yang)濃度的(de)平方根(gen)成正比，但在實際(ji)過(guo)(guo)程中情況會更復雜(za)些,因為過(guo)(guo)量(liang)(liang)空氣(qi)(qi)系(xi)數(shu)的(de)增加,一方面會增加氧(yang)濃度,另一方面會使火焰溫(wen)度降(jiang)低,從總(zong)的(de)趨勢來(lai)看,隨著(zhu)過(guo)(guo)量(liang)(liang)空氣(qi)(qi)系(xi)數(shu)的(de)增加,NOx的(de)生成量(liang)(liang)先增加,到一個值(zhi)后(hou)會下降(jiang)。

　　2.1.3 停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)影(ying)響：高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)越(yue)長,NOx生(sheng)成(cheng)(cheng)量越(yue)多。氣(qi)體在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)區(qu)域的(de)(de)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)對熱力(li)型NOx生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)影(ying)響主要(yao)是由NOx生(sheng)成(cheng)(cheng)反應還沒(mei)有達到(dao)化(hua)學(xue)平衡而造成(cheng)(cheng)的(de)(de),下圖是在不(bu)同溫(wen)度(du)和不(bu)同停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)情況(kuang)下NOx 的(de)(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)量與其化(hua)學(xue)平衡濃(nong)度(du)的(de)(de)關系。從(cong)下圖可以看出,延長氣(qi)體在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)區(qu)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)或提高(gao)(gao)(gao)燃燒(shao)溫(wen)度(du),NOx生(sheng)成(cheng)(cheng)量將迅速(su)增加,達到(dao)其化(hua)學(xue)平衡濃(nong)度(du)。

　　不同溫度(du)和停留時(shi)間下熱力型NOx生成趨勢

　　2.2快(kuai)速(su)(su)(su)型NOx(P-NOx)：快(kuai)速(su)(su)(su)型NOx形成與以(yi)下三個因素有關 ①CH原子(zi)團的(de)(de)濃度及其形成過程 ②N2 反應生(sheng)(sheng)成氮(dan)化(hua)物的(de)(de)速(su)(su)(su)率;③氮(dan)化(hua)物間的(de)(de)相互轉化(hua)率。通常情(qing)況下,在(zai)不含N的(de)(de)碳氫系燃(ran)料(liao)低溫(wen)且在(zai)富燃(ran)料(liao)燃(ran)燒時(shi),才(cai)考慮快(kuai)速(su)(su)(su)型NOx。快(kuai)速(su)(su)(su)型NOx的(de)(de)生(sheng)(sheng)成對溫(wen)度的(de)(de)依賴性很低,與熱力型NOx和(he)燃(ran)料(liao)型NOx生(sheng)(sheng)成量(liang)相比,其量(liang)很少,一般在(zai)5%(v)以(yi)下。

　　2.3 燃(ran)料型NOx :實際工程中,特別是(shi)(shi)對于各種鍋(guo)爐、工業爐等較大型燃(ran)燒設備,其燃(ran)燒大都屬于擴散火焰(yan),燃(ran)氣(qi)與空氣(qi)不(bu)(bu)預(yu)先混合,往(wang)往(wang)是(shi)(shi)邊混合邊燃(ran)燒。擴散火焰(yan)與預(yu)混火焰(yan)結構不(bu)(bu)同(tong),NOx生(sheng)成也不(bu)(bu)同(tong)

　　擴(kuo)散火(huo)焰(yan)與預混火(huo)焰(yan) T-NO 生成的比較

　　影(ying)響(xiang)NOx生(sheng)(sheng)成的(de)因素(su)很(hen)多(duo),生(sheng)(sheng)成過(guo)(guo)程(cheng)也很(hen)復(fu)雜,既有(you)擴散過(guo)(guo)程(cheng)影(ying)響(xiang),也有(you)化學過(guo)(guo)程(cheng)影(ying)響(xiang),同(tong)時,還有(you)放(fang)熱和換熱過(guo)(guo)程(cheng)的(de)影(ying)響(xiang)。此外,即(ji)使(shi)燃燒(shao)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)平均過(guo)(guo)剩(sheng)空(kong)氣(qi)系(xi)數大(da)于理(li)論值(α>1),也會由(you)于混合(he)狀況不同(tong),而存(cun)在燃料(liao)過(guo)(guo)濃區(qu)。從而影(ying)響(xiang)NOx的(de)生(sheng)(sheng)成。 在諸多(duo)影(ying)響(xiang)中,燃氣(qi)空(kong)氣(qi)的(de)混合(he)過(guo)(guo)程(cheng)是主要(yao)影(ying)響(xiang)因素(su)。如果燃氣(qi)與空(kong)氣(qi)的(de)混合(he)過(guo)(guo)程(cheng)屬平行(xing)氣(qi)流混合(he),并且混合(he)強度較(jiao)弱,這時燃燒(shao)過(guo)(guo)程(cheng)進行(xing)緩慢(man),火焰較(jiao)長,NOx生(sheng)(sheng)成受溫(wen)度影(ying)響(xiang)小

　　如果燃(ran)(ran)氣與空氣的混(hun)合(he)過(guo)程屬相交氣流或旋(xuan)轉氣流,則混(hun)合(he)強度大(da),混(hun)合(he)良好、燃(ran)(ran)燒過(guo)程快速(su)進行,火(huo)(huo)(huo)焰(yan)較(jiao)短(duan),火(huo)(huo)(huo)焰(yan)下游存(cun)在(zai)高溫區(qu),則NOx受溫度影響而(er)容易生成。因此短(duan)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)NO生成曲線較(jiao)長,火(huo)(huo)(huo)焰(yan)向左上方移動。(如下圖)對于燃(ran)(ran)氣與空氣混(hun)合(he)并不(bu)十分完善的擴散火(huo)(huo)(huo)焰(yan),NOx生成大(da)值(zhi),多數(shu)出(chu)現在(zai)平均過(guo)剩空氣系數(shu)α=1.2~1.25條(tiao)件下,這與預(yu)混(hun)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)出(chu)現在(zai)α=1附(fu)近不(bu)同。

　　擴散火焰(yan)F-NOx生成(cheng)特性曲線(xian)