江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  燃燒過程中NOx生成機(jī)理

1.熱力型NOx生成的機(jī)理（澤爾道維奇機(jī)理）

熱力型NOx是指空氣中的N2在高溫條件下氧化生成的氮氧化物，主要成分中一氧化氮NO為多。按照這一機(jī)理，空氣中的氮?dú)釴2在高溫下氧化，是通過如下一組不分支的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的，生成速率如下式所示             

生成NO所需的活化能很大，通常氧原子與燃料中可燃成分之間的活化能較小，反應(yīng)較快，因此，NO通常不在火焰面上生成，主要生成區(qū)域位于火焰下游高溫區(qū)。

溫度對熱力型NOx的影響是非常明顯的，當(dāng)溫度低于1800K時，熱力型NOx生成量很少，當(dāng)溫度高于 1800K時，反應(yīng)逐漸明顯，而且隨著溫度的升高，NOx生成量急劇升高。從圖中可以大致看出，溫度在 1800K左右時，溫度每升高l00K，反應(yīng)速度將增大6一7倍。由于在實(shí)際燃燒過程中，燃燒室內(nèi)溫度分布通常是不均勻的，如果有局部的高溫區(qū)域，則在這個區(qū)域會生成較多的NOx，它可能會對整個燃燒室內(nèi)的NOx生成起到關(guān)鍵的作用。因此，在實(shí)際的燃燒器設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量避免局部高溫區(qū)的形成。

過量空氣系數(shù)對熱力型NOx的影響也是非常明顯的，熱力型NOx生成量與氧濃度的平方根成正比，即氧濃度增大，在較高的溫度下會使氧分子分解的氧原子濃度增加，從而使熱力型NOx的生成量增加。但在實(shí)際燃燒過程中情況會更復(fù)雜一些，因?yàn)檫^量空氣系數(shù)的增加一方面增加了氧濃度，另一方面也降低了火焰溫度，從總體趨勢上來看，隨著過量空氣系數(shù)的增加，NOx生成量先增加，到達(dá)一個極值后下降。

氣體在高溫區(qū)域的停留時間對熱力型NOx生成也有影響，主要是因?yàn)镹ox生成反應(yīng)速度較慢，沒有達(dá)到化學(xué)平衡所致。在其它條件不變的情況下，氣體在高溫區(qū)停留時間越長，NOx生成量就越大，直到達(dá)到化學(xué)平衡濃度。

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