第九章 氮氧化物污染控制

第一节 氮氧化物的性质及来源

NOx包括：

N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5

大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在

NOx的性质

N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏

NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分

氮氧化物的性质及来源

NOx的性质(续)

NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降

NOx的来源：

固氮菌、雷电等自然过程(5×108t/a)

人类活动(5×107t/a)

燃料燃烧占 90%

95%以NO形式，其余主要为NO2

NOx的形成机理

热力型NOx的形成

产生NO和NO2的两个重要反应

上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响

平衡时NO浓度随温度升高迅速增加

热力型NOx的形成

上述数据说明：

室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2

800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2

常规燃烧温度(>1500K)下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小

烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的形式存在，但实际90%～95%的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制

瞬时NO的形成

燃料型NOx的形成

燃料中的N通常以原子状态与HC结合，C—N键的键能较N ≡N 小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx

火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例

燃料中20%～80%的氮转化为NOx

低NOx燃烧技术原理

控制NOx形成的因素

空气-燃料比

燃烧区温度及其分布

后燃烧区的冷却程度

燃烧器形状