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锅炉烟气中的氮氧化物是怎么形成的？该如何控制？
2019-03-18 10:10:13 来源：山东新泽仪器有限公司
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氮氧化物的简介
- 氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO，无色)、二氧化氮(NO2，红棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等，其中除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。
- 氮氧化物(NOx)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物， 但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。
- N2O3和N2O5都是酸性氧化物，N2O3的对应酸是亚硝酸(HNO2)，N2O3亚硝酸的酸酐;N2O5的对应酸是硝酸，N2O5是硝酸的酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是酸性氧化物。
- 天然排放的NOx,主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。 人为活动排放的NO，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨。NOx对环境的损害作用*，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。
- 在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，*初排放的NOx中NO约占95%。 但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分--硝酸(HNO3)。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。
二、锅炉烟气中的氮氧化物主要由两方面原因生成
1、燃料中含氮元素的物质与氧气发生反应产生的，但一般燃料中氮元素的含量非常低，除非是垃圾废弃物燃料含氮量比较高，所以一般不太考虑这方面因素。具体计算还要看含氮物质与氧气发生反应的化学公式进行计算。
2、另一个主要产生原因是空气中的氮气与氧气在高温下发生反应生成氮氧化物，这是烟气中氮氧化物产生的主要来源。氮气与氧气在高温下发生反应的量主要取决于燃烧温度、氮气浓度与氧气浓度。温度越高、浓度越大，产生的氮氧化物就越多，但具体的计算方法据了解还没有理论公式或者经验公式，只能从趋势上控制。
大多数锅炉通过降低燃烧区火焰温度，同时减少高温区空气量供应，使高温区燃烧反应处于缺氧状态，产生不完全燃烧，烟气到低温区再二次配风燃烧，使其他物质燃烧完全，达到降低氮氧化物排放的目的。
在煤粉燃烧过程中主要通过三种形式产生氮化物 瞬时反应型 热反应型和燃料型 由于产生机理不一样 控制方法法也各不相同。
1. 热反应型：是由于空气中的氮在燃烧过程中由于一定的连锁反应 在温度较高的区间内而发生反应导致产生氮化物的过程。并且*后生成的一氧化氮含量和温度有很大关系，当温度小于1500时含量很小 当温度大于1500时含量随温度的增加而成指数增加 所以称之为热反应型。
2.瞬时反应型：是由于燃料中的挥发物中的碳氢化合物受热分解成CH自由基，它在和空气中的氮生成HCN和N，再进一步瞬时生成氮化物。它和温度关系不大 但是和炉膛压力有关。大约是炉膛压力的0.5次方成正比。
3.燃料型：燃料型在几个中份额较大。机理比较复杂就不详述。生成氮化物的含量和过量空气系数有关，其转化率随过量空气系数的增加而增加，在过量空气系数小于1时，含量显著下降。
三、氮氧化物控制措施
由上面可以看出，要达到降低氮化物含量的目的可以从一下几个方方面进行着手。
1.降低过量空气系数，使煤粉在缺氧条件下燃烧。
2.降低燃烧温度，防止产生局部高温。
3.缩短烟气在高温区的停留时间
4.用低氮燃烧器。
山东新泽仪器有限公司助力环保验收，研发了CEMS烟气在线监测系统，该系统可测量SO2、NOx、O2、粉尘、流速、温度、压力、湿度等环保要求参数，CEMS烟气在线监测系统测量方式应用了直接抽取冷干法技术，干基测量方法。SO2、NOx等气态污染物浓度监测采用紫外吸收差分光谱法 DOAS，烟气流速测量采用皮托管差压法、烟气压力测量采用压敏电阻法、
烟气温度测量采用热电阻法、氧含量测量采用电化学法、颗粒物浓度监测采用激光后散射法，工控机及操作监控软件、PLC 等软硬件构成了数据采集与控制系统，实现数据采集与处理、系统运行状态信息实时监控和历史查询功能，并能够生成图表、报表。lm
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