燃料型NOX

燃料型NOX：由燃料中N反應而生成，以煤為主要燃料的系統(tǒng)中，燃料型NOX約占60%以上。
? 燃料型NOX主要在燃料燃燒初始階段形成，主要是含氮有機化合物熱解產生的中間產物N、CN、HCN等氧化生成NOX。燃料型NOX較熱力型更易于生成。煤的氮含量約0.5-2.5%。
? 當煤熱解脫去揮發(fā)份時，煤揮發(fā)份中的N，其一部分以胺類（RNH、NH3）、和氰類（RCN、HCN）等形式隨揮發(fā)份析出，揮發(fā)份中N占煤中N的比例隨煤種和熱解溫度不同而不同，其*主要的化合物是HCN和NH3。在1800K高溫下，一般地煤揮發(fā)份N轉為NO的比例約10%。
? HCN遇氧后生成NCO，繼續(xù)氧化則生成NO。如被還原則生成NH，*終生成N2。已經生成的NO，在還原氣氛下也可被NH還原為N2。NH3在氧化氣氛中會被依次氧化成NH2、NH，甚至被直接氧化成NO。在還原氣氛中，NH3也可以將NO還原成N2。NH3可以是NO的生成源，也可以是NO的還原劑。
 可見，揮發(fā)份N燃燒時，在氧化氣氛特別是在強氧化氣氛下，其傾向于向NO轉化，在強還原氣氛下，其傾向于向N2轉化。
在實際生產中，燃燒過程大多數(shù)是在氧化氣氛中進行的，由于反應和燃燒流場的復雜性，揮發(fā)份N不可能全部轉化為NO,即使在強還原氣氛中，也不可能全部轉化為N2，取決于反應溫度、氧含量、反應時間以及煤的特性。
? 焦碳N在燃燒時也可能生成NOX，一般占燃料型NOX的20－40%。有認為焦碳N可直接在焦碳表面生成NOX。或者和揮發(fā)份N一樣，以HCN和CN途徑生成NO。研究表明，焦碳N轉變?yōu)镹OX是在火焰尾部焦碳燃燒區(qū)生成的，這一部位的氧含量比主燃燒區(qū)低，而且焦碳顆粒因溫度較高發(fā)生熔結，使孔隙閉合，反應比表面積減少，相對揮發(fā)份N來說生成NOX量少些。即使在較強氧化氣氛下，也會存在焦碳顆粒周圍形成局部還原區(qū)域，同時碳和煤灰中的CaO催化還原NOX，限制了焦碳N轉化為NOX。
? 影響燃料型NOX生成因素較多，與溫度、氧含量、反應時間，及煤粉的物理和化學特性有關。
。溫度
? 溫度的升高對燃料型NOX生成量有促進作用。在1200℃以下時，其隨溫度升高顯著增加，溫度在1200℃以上時，增速平緩。對于燃料型NOX，燃料中N越高、氧濃度越高、反應停留時間越長，NOX生成量越大，與溫度相關性越差。
氧含量
? 氧含量的增加，可以形成或強化窯爐內燃燒的氧化氣氛，增加氧的供給，促進燃料中N向NOX的轉化。燃料型NOX隨過?？諝庀禂?shù)的降低而降低，在a<1時，NOX生成量急劇降低。在氧含量不足時，氧被燃料中的可燃成分消耗盡，破壞了氮與氧反應的物質條件。在a>1.1時，熱力型NOX含量下降，燃料型NOX仍上升。
燃料型NOX與煤的熱解產物和火焰中氧濃度密切相關，如果在主燃燒區(qū)延遲煤粉與氧氣的混合，造成燃燒中心缺氧，可使絕大部分揮發(fā)份氮和部分焦碳N轉化為N2。
? 不同種類的煤，揮發(fā)份含量、氮含量等差異較大。通常揮發(fā)份和氮含量高的煤種生成NOX較多。煤粉細度較細時，揮發(fā)份析出速度快，燃燒速度快，加快了煤粉表面的耗氧速度，使煤粉顆粒局部表面易形成還原氣氛，產生抑制NOX生成的作用。煤粉細度較粗時，揮發(fā)份析出慢，也會減少NOX的生成量。特別是對劣質煤或是著火點較高的煤，這種情況會更明顯，控制合適煤粉細度可依據(jù)窯況和NOX生成量綜合考慮。
? 煤揮發(fā)份中氧氮比越大，NOX轉化率越高。相同氧氮比條件下，過?？諝庀禂?shù)越大，NOX轉化率越大。