[科普中國]-快速型氮氧化物

快速型氮氧化物是在CH1原子團較多、氧氣濃度相對較低的富燃料燃燒時產(chǎn)生，是空氣中的氮與燃料中的碳氯離子在空氣過量系數(shù)小于1.0時燃燒反應而生成的氮氧化物?？焖偎傩偷趸锏纳蓪囟鹊囊蕾囆院苋酢Ｔ陔姀S的燃煤鍋爐中，快速型氮氧化物生成量一般是總氮氧化物的5%以下。1

氮氧化物分類在發(fā)電廠鍋爐的煤粉燃燒過程中，根據(jù)氮氧化物的形成途徑可以將其分成三種類型,即即熱力型氮氧化物、燃料型氮氧化物和快速型氮氧化物。2

（1）熱力型氮氧化物

在高溫環(huán)境下，當爐溫達到1500℃以上時，空氣中的氮氣會和氧氣發(fā)生化學反應生成的氮氧化物，稱為熱力型氮氧化物，其生成量占氮氧化物生成總量的15%~25%之間。

影響熱力型氮氧化物生成的主要因素是溫度，根據(jù) Rowman提出的氮氧化物生成速率表達式，熱力型氮氧化物生成速率和溫度呈指數(shù)函數(shù)關系。爐內(nèi)氧量和煙氣在高溫區(qū)的停留時間也是影響熱力型氮氧化物生成的重要因素。

（2）燃料型氮氧化物

燃料型氮氧化物指燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而成，是燃煤鍋爐氮氧化物的主要來源，約占氮氧化物生成總量的80%~-909%。燃燃料型氮氧化物的生成機理很復雜，既受燃燒溫度、爐內(nèi)氧量、揮發(fā)分、煤煤的含氮量、固定碳與揮發(fā)分含量之比等因素影響，同田時也受燃燒工況、燃燒過程中的燃料與空氣混合條件和氧濃度分布狀況等因素影響。

（3）快速型氮氧化物

由空氣中的N2與燃料中的碳氫離子團(CH等)反應產(chǎn)生。有研究表明，碳氫燃料燃燒時會產(chǎn)生CH、CH2、C2H和C等基團，這些基團與空氣中的N2反應生成HCN、CN等中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物再與火焰中形成的O、OH等基團反應形成氮氧化物。快速型氮氧化物只有在富燃的情況下（碳氫化合物CH較多，氧濃度相對較低）發(fā)生，其生成量一般占氮氧化物生成總量的5%以下。

氮氧化物對環(huán)境的影響燃煤電廠產(chǎn)生的氮氧化物形成光化學煙霧體視覺器官和呼吸道有強烈刺激。氮氧化物能與二氧化硫和粉塵作用形成硝酸或硝酸鹽氣溶膠，并且能形成硝酸型酸雨;氮氧化物進入平流層，被平流層中的臭氧氧化，臭氧因此被消耗而造成臭氧層變薄，使臭氧層失去對紫外線的屏蔽吸收作用，對地面動植物都造成嚴重傷害。氮氧化物中的一氧化二氮(N2O)同時還是溫室氣體，能加劇溫室效應。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學院工程熱物理研究所