氮氧化物产生的原理及解决方案详解

NOX的产生机理：

一、热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)

1、eldovich(捷里道维奇)反应式

O2 + N  2O + N

O + N2 NO + N

N + O2  NO + O

2、在高温下总生成式为

O2 + N22 NO

NO +½O2 NO2

3、热力型NOx的生成和温度关系很大， 在温度足够高时，热力型NOx的生成量可占到NOx总量的30% ， 随着反应温度T的升高， 其生成量按指数规律增加。 当T<1500℃时NOx的生成量不大， 而当T>1500℃时，每增加100℃， NOx的生成量增大6～7倍。

4、降低热力型NOx的生成有以下两种方式

1）降低燃烧温度， 避免局部高温

2）降低氧气浓度

二、瞬时反应型(快速型)

1、快速型NOx是Fenimore（弗尼莫尔）通过实验发现的。 在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓区域时， 在反应区附近会快速生成NOx。

2、由于燃料中碳氢化合物经高温分解生成的CH自 由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N， 再进一步与氧气反应以极快的速度生成NOx， 其形成时间只需要约60ms， 所生成的NOx与炉膛压力的0. 5次方成正比。

3、快速型NOx的生成与O2 、N2和燃料浓度等因素有关。

4、快速型NOx多见于表面燃烧器和分段燃烧器等。

三、根据氮氧化物产生的成因，低氮解决方案如下：

NOx是由燃烧产生的，而燃烧方式和燃烧条件对NOx的生成有较大影响， 因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx， 市场上一般常用的低氮燃烧器有：

一、自身再循环燃烧器：利用助燃空气的压头，把部分烟气吸回，进入燃烧头，与空气混合燃烧。由于烟气自身再循环，烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx随之减少。

二、烟气外循环燃烧器 （FGR）:把部分烟气从烟道直接引入燃烧器内再循环，并加入燃烧过程，降低燃烧温度，抑制NOx的生成。比如利雅路（RIELLO）FGR低氮燃烧器、欧瑞特（OLRIGHT）FGR低氮燃烧器

三、金属纤维表面燃烧器：

1、预先混合均匀的燃气与空气混合物进入燃烧器头部， 在透气性均匀的金属纤维表面进行燃烧。

2、由于金属纤维的均匀透气性和燃气与空气的均匀预混， 燃烧十分稳定，温度分布均匀， 没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。

比如利雅路（RIELLO）前预混燃烧器、欧瑞特（OLRIGHT）前预混燃烧器、欧瑞特（OLRIGHT）后预混燃烧器

三、烟气内循环燃烧器(IFGR)或双贫氧低氮燃烧器（DLC）

烟气在炉内循环使炉膛内形成多级火焰， 火焰与烟气互相扰动， 火焰燃烧后产生的烟气分别参与到其他几级火焰中燃烧， 降低了火焰的温度，更进一步达到了降低NOx排放的效果。