文档介绍：对燃气燃烧产生氮氧化物污染的控制与清除
1002班樊森彬
20100241
摘要:燃气燃料燃烧过程中,为了满足环保要求,最复杂的问题就是如何降低氮氧化物的生成量。当采用高温预热空气时,一方面可使单位燃耗降低,从而污染物排放量相应减少;另方面可使局部火焰温度升高而使NOx 生成的燃烧方式,一是采用烟气再循环燃烧法;二是采用两段式燃烧法;或者二者结合起来。本文就针对于燃气燃烧产生氮氧化物生成因素进行分析,以达到控制与降低氮氧化物生成量的目的。
关键词:燃气燃烧,氮氧化物,环保
正文:1、氮氧化物的性质与危害
    氮氧化物是常见的空气污染物,通常指一氧化氮和二氧化氮,常以N02表示。一氧化氮是一种无色无味的气体,微溶于水。在空气中能迅速变为二氧化氮。二氧化氮有刺激性,在室温下为红棕色,具有较强的腐蚀性和氧化性,易溶于水,在阳光作用下能形成NO及03。
    在氮氧化物高污染区(³)儿童肺功能和呼吸系统疾病发病率均相对较高。国外调查表明,使用煤气家庭患有呼吸系统症状和疾病的儿童比例增加,且儿童肺功能明显降低。~³。
2、氮氧化物生成机理
烟气中的NOx主要是NO,约占90%左右,排入大气后部分再氧化成NO2,故研究NOx的生成机理,主要是研究NO的生成机理。NO的生成形式有燃料型、温度型和快速温度型三种。燃烧过程生成的NO,主要是温度型NO(T—NO),还有一部分快速温度型NO(P—NO),亦称瞬时NO。
T—NO生成机理:T—NO是空气中的氮气和氧气在高温下生成的,其生成机理是由前苏联科学家Zeldvich于1964年提出的。当燃气和空气的混合气燃烧时,生成NO的主要反应过程如下:
N2+O=NO+N
N+O2=NO+O⑵
按化学反应动力学方程和Zeldvich的实验结果,NO的生成速度可以表示为:
⑶
式中:[NO],[N2],[O2]-NO,N2,O2的浓度(gmol/cm2)
t一时间(s)
T一反应绝对温度(K)
R一通用气体常数(J/)
对氧气浓度大,燃料少的预混合火焰,用(3)式计算的NO生成量,其计算结果与实际结果相当一致。但在小于化学当量比,即燃料过浓时,还存在下述反应:N+OH=NO+H
从(3)式可知,NO生成速度与T、[N2]、[O2]有关,由于燃气在空气中燃烧时,氮气浓度变化很小,故[N2]对NO生成速度影响很小,(3)式中[O2]取决于燃烧过程中燃气与空气的当量比,所以燃烧过程的温度及当量比对NO的生成影响很大当燃烧温度低于1500摄氏度时,T—NO生成量极少,当燃烧温度高于1500摄氏度时,T—NO生成量明显增大。温度每增加100K,NO生成速度约增大5倍,NO的生成量在燃料过多时,随氧气浓度增大而成比例增大。燃烧温度在当量比等于1附近出现最大值,相应的NO的生成速度也达到最大值。在过量空气系数远离1时,NO的生成速度将急剧降低。同时NO的生成量随烟气在高温区内的停留时间增加而增大。另外,由于(1)式即原子氧O和氮分子N,反应的活化能比原子氧和燃料中可燃成分反应的活化能大,故NO的生成速度比燃烧反应慢,所以在火焰中不会生成大量的NO,NO的生成过程是在火焰带的后端进