工业炉窑之分级燃烧原理(4）

江苏凤谷节能科技有限公司 燃烧过程中NOx生成机理

2.快速型NOx生成机理

有关快速型NOx的生成机理到目前为止尚有争议，其基本现象是碳氢燃料在过量空气系数小于1的情况下，在火焰面内急剧生成大量的NOx，而CO, H2等非碳氢燃料在空气中燃烧却没有发生这种现象。对于这种现象Fenimore等人认为不能用扩大的泽尔道维奇机理来说明，并提出快速型NOx(P一NOx)的生成机理且，HCN是P-NOx生成的重要中间产物。

弗尼摩尔等研究了减压甲烷火焰内HCN浓度和温度变化规律，发现随着燃烧温度的上升，首先出现HCN，并在火焰面内达到最大值，然后再下降。在HCN浓度降低的同时，NOx的生成量急剧上升，这说明快速型NOx的生成机理与热力型NＯx机理不同。快速型NOx主要在a<1的时候产生，基本上在火焰带的后端产生，通常在过量空气系数达到一个小于l的数值时，快速型NOx的产生达到极值，随着过量空气系数的降低，虽然碳氢化合物产生的自由基增加了，但由于氧浓度大大降低，导致HCN向N２转变，从而使快速型NOx的生成量反而降低。碳氢燃料的种类对快速型NOx的生成影响较大，但对非碳氢燃料基本没有影响。火焰温度对快速型NOx生成的影响不大，但随着压力的增大，快速型Nox会有所增加。另外，火焰带附近的快速型NOx生成量随湍流强度的增大而增大。原因是己燃的循环气体与未燃的气体之间存在热交换，在反应带附近，由于未燃气体与己燃气体的快速混合，使O、OH原子团的浓度超过平衡浓度，从而导致了快速型NOx生成量的增加。然而，湍流对快速型NOx生成的影响在绝大多数情况下处于次要地位，且其影响机理还有待进一步深入的研究。

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