燃燒生成的 NOx主要由燃料N轉化而成 ，稱燃料型 NOx，其中NO占90%以上，只有少量的NO2。燃料型NOx是人為排放NOx的一個重要組成部分。影響燃料型NOx的生成和破壞的因素很多，除了和過量空氣係數有關外，還和煤種特性、燃燒溫度等有關。
基本介紹
- 中文名：燃料型NOx
- 外文名：Fuel NOx
- 定義：主要由燃料N轉化而成
- 成分：其中NO占90%以上
- 因素：燃料的含氮量等
- 屬於：污染及防治
生成機理,影響因素,控制措施,
生成機理
煤炭中的N以氮原子的狀態與各種碳氫化合物結合成氮的環狀化合物或鏈狀化合物，如喹啉（C5H5N）和芳香胺（C6H5NH2）等。煤中氮有機物的C－N結合鍵能[(25.3～63)×107J/mol]比空氣中氮分子的N≡N鍵能（94.5×107J/mol）小得多，在燃燒時很容易分解出來。因此，從氮氧化物生成的角度看，氧更容易首先破壞C－N鍵與氮原子生成NO。
燃料型NOx的生成機理非常複雜，雖然多年來世界各國許多學者為了弄清其生成和破壞的機理已進行了大量的理論和試驗研究工作，但是對這一問題至今仍不是完全清楚。這是因為燃料型NOx的生成和破壞過程不僅和煤種特性、煤的結構、燃料中的氮受熱分解後在揮發分和焦炭的比例、成分和分布有關，而且大量的反應過程還和燃燒條件如溫度和氧及各種成分的濃度等密切相關。總結近年來的研究工作，燃料型NOx的生成機理，大致有以下規律。
影響因素
燃料型NOx是由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成，由於燃料中氮的熱分解溫度低於煤粉燃燒溫度，在600-800℃時就會生成燃料型NOx，它在煤粉燃燒NOx產物中占60-80%。由於煤的燃燒過程由揮發分燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型NOx的形成也由氣相氮的氧化（揮發分）和焦炭中剩餘氮的氧化（焦炭）兩部分組成，其中揮發分NOx占燃料型NOx大部分。
影響燃料型NOx生成的因素有燃料的含氮量、燃料的揮發分含量、燃燒過程溫度，著火階段氧濃度等。燃料的揮發分增加NOx轉換量就增大，揮發分NOx轉化率隨氧濃度的平方增加；火焰溫度越高NOx轉換量就越大。
根據其影響因素，控制燃料型NOx生成的途徑主要有：
（1）含N量低的燃料；
（2）過濃燃料；
（3）燃料與空氣的混合。
控制措施
從燃料型NOx的生成和破壞機理可知，為了減少燃料型NOx，不僅要儘可能地抑制NOx的生成，而且對已生成的NOx，則要創造條件儘可能地促使NOx的破壞和還原。在常規燃煤設備的燃燒溫度1200～1500℃的條件下，燃料N的70%～90%會轉化成揮發分N。研究表明，在α>1的貧燃料燃燒時，57%～61%的燃料型NOx是來自揮發分N。而在α<1的富燃料燃燒時，由揮發分N生成的NOx會大大地減少。因此，利用揮發分N轉化為NO時對當地空氣/燃料比十分敏感這一特點，在煤燃燒過程地一定階段和一定區域，設法建立α<1的富燃料區，使燃料氮在其中儘可能多地轉化成揮發分N，從而在還原性氣氛地條件下促使燃料氮轉變為分子氮（N2）。
對於已生成的NOx，則可根據NOx的破壞和還原機理，利用某種燃料作為還原劑，噴入爐膛的某一合適部位以還原燃燒產物中的NOx。由此發展了NO再燃燒或燃料分級燃燒的低NOx燃燒技術。
