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興罡石化設(shè)備

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產(chǎn)品知識(shí)

燃料型NOX

作者: 興罡石化設(shè)備| 時(shí)間:2016-03-07 10:14:26 | 點(diǎn)擊次數(shù):

燃料型NOX:由燃料中N反應(yīng)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(jī)化合物熱解產(chǎn)生的中間產(chǎn)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(dāng)煤熱解脫去揮發(fā)份時(shí),煤揮發(fā)份中的N,其一部分以胺類(lèi)(RNH、NH3)、和氰類(lèi)(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(zhuǎn)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(jīng)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(huì)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(jiàn),揮發(fā)份N燃燒時(shí),在氧化氣氛特別是在強(qiáng)氧化氣氛下,其傾向于向NO轉(zhuǎn)化,在強(qiáng)還原氣氛下,其傾向于向N2轉(zhuǎn)化。
在實(shí)際生產(chǎn)中,燃燒過(guò)程大多數(shù)是在氧化氣氛中進(jìn)行的,由于反應(yīng)和燃燒流場(chǎng)的復(fù)雜性,揮發(fā)份N不可能全部轉(zhuǎn)化為NO,即使在強(qiáng)還原氣氛中,也不可能全部轉(zhuǎn)化為N2,取決于反應(yīng)溫度、氧含量、反應(yīng)時(shí)間以及煤的特性。
? 焦碳N在燃燒時(shí)也可能生成NOX,一般占燃料型NOX的20-40%。有認(rèn)為焦碳N可直接在焦碳表面生成NOX?;蛘吆蛽]發(fā)份N一樣,以HCN和CN途徑生成NO。研究表明,焦碳N轉(zhuǎn)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(jié),使孔隙閉合,反應(yīng)比表面積減少,相對(duì)揮發(fā)份N來(lái)說(shuō)生成NOX量少些。即使在較強(qiáng)氧化氣氛下,也會(huì)存在焦碳顆粒周?chē)纬删植窟€原區(qū)域,同時(shí)碳和煤灰中的CaO催化還原NOX,限制了焦碳N轉(zhuǎn)化為NOX。
? 影響燃料型NOX生成因素較多,與溫度、氧含量、反應(yīng)時(shí)間,及煤粉的物理和化學(xué)特性有關(guān)。
。溫度
? 溫度的升高對(duì)燃料型NOX生成量有促進(jìn)作用。在1200℃以下時(shí),其隨溫度升高顯著增加,溫度在1200℃以上時(shí),增速平緩。對(duì)于燃料型NOX,燃料中N越高、氧濃度越高、反應(yīng)停留時(shí)間越長(zhǎng),NOX生成量越大,與溫度相關(guān)性越差。
氧含量
? 氧含量的增加,可以形成或強(qiáng)化窯爐內(nèi)燃燒的氧化氣氛,增加氧的供給,促進(jìn)燃料中N向NOX的轉(zhuǎn)化。燃料型NOX隨過(guò)??諝庀禂?shù)的降低而降低,在a<1時(shí),NOX生成量急劇降低。在氧含量不足時(shí),氧被燃料中的可燃成分消耗盡,破壞了氮與氧反應(yīng)的物質(zhì)條件。在a>1.1時(shí),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(chǎn)物和火焰中氧濃度密切相關(guān),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(zhuǎn)化為N2。
? 不同種類(lèi)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(xì)度較細(xì)時(shí),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(chǎn)生抑制NOX生成的作用。煤粉細(xì)度較粗時(shí),揮發(fā)份析出慢,也會(huì)減少NOX的生成量。特別是對(duì)劣質(zhì)煤或是著火點(diǎn)較高的煤,這種情況會(huì)更明顯,控制合適煤粉細(xì)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(zhuǎn)化率越高。相同氧氮比條件下,過(guò)??諝庀禂?shù)越大,NOX轉(zhuǎn)化率越大。
 

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