氮氧化物形成的途径主要有两条：一是有机地结合在矿物燃料中的杂环氮化物在高温下热分解，接着被氧化；二是助燃空气中的氮气在高温状态下与氧气进行化合反应生成NOX。燃烧生成的NOX主要有三种来源形式：热力型NOX，快速型NOX和燃料型NOX。它们各自的生成规律如下：
（1）热力型NOX
热力型NOX习惯上指起源于空气中N2的NOX，这是按以下扩大的捷里多维奇机理生成的NOX，主要在1800K以上的高温区生成。
假设各反应的正反应速度常数分别用符号k1f~k3f表示，逆反应速度常数分别用符号k1b~k3b表示，则NO和N的生成速度可用下式表示：
式中：[ ]表示各组分的物质的量浓度（mol/m3）。由于氮浓度随时间的变化与其他成分相比非常小，故假设=0，这种假设称为准稳态近似。因此可求：
由于捷里多维奇NOX是在火焰带下游生成的，所以若NO和N以外的组分采用平衡浓度，则上式的计算很简单。在NO的生成初期，由于NO浓度比较小，可忽略，上式简化为：
和N的生成速度可用下式表示：
再进一步假定1/2O2 O（平衡常数Kf0）达到部分平衡：
则反应N2 + 1/2O2 NO可整理为以反应速度常数k进行。由此可见，O2浓度越高，捷里多维奇NOX的生成速度越快，另外k1f与温度呈指数函数关系，且具有314J/mol的高活化能，因此捷里多维奇NOX的生成速度将随温度的上升而急剧增大。
煤炭燃烧促进剂可以实现节约用煤，煤炭燃烧时需氧量减少，氧浓度降低，可降低NOX的生成；同时煤炭燃烧促进剂能够减少煤炭燃烧过程中的高温爆燃现象，实现煤炭的稳定燃烧，控制反应速度常数k，降低NOX的生成速度。
（2）快速型NOX
碳氢化合物燃料的过浓预混燃烧火焰中，虽然有起源于空气中的N2，但又是以不同于捷里维多奇NOX的生成机理急速生成的NOX，则这部分NOX称为快速型NOX。快速型NOX是经HCN、NH、N等中间产物形成的，而HCN、NH、N等中间产物又是由碳氢化合物分解过程中形成的活性碳化氢（CH、CH2等）与N2反应生成的：
HCN和NH经一系列的反应变成CN、N，再被氧化为NO。另外，N亦由反应（2）和（3）形成NO。快速型NOX的生成机理与同样起源于空气中的N2的捷里多维奇NOX不同，对温度的依赖性低。
煤炭燃烧促进剂中的脱硝催化剂具有将NOX还原成N2的功能，从而降低NOX排放，反应式如下：
（3）燃料型NOX
燃料型NOX是指在燃烧过程中，结合在燃料中的杂环氮化物热分解，然后同氧化合而生成的NOX。研究表明，气相燃料氮的系列反应是从燃料中的氮化物迅速且大量的转化为HCN何NH3开始的。当燃料氮和芳香环结合时，HCN是主要初始产物。当燃料氮是氨的形式时，则NH3是主要的初始产物。HCN和NH3被氧化的主要反应途径如下：
由此可知，燃料型NOX的生成过程比起热力型NOX要复杂的的多，而与快速型NOX的生成过程比较接近，燃料氮转换成NOX的量主要取决于空气—燃料混合比（简称空燃比），较少依赖于反应温度。
煤炭燃烧促进剂可以让煤炭得到充分燃烧，热能充分释放，在产生相同能量的前提下可减少煤炭的用量，从而减少空气的用量和燃料氮的供给，达到脱硝的目的。
2014年08月07日
上一篇
下一篇
煤炭燃烧促进剂脱硝机理
添加时间:
