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7.NOx的生成机理及其防治方法
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1 NOx的生成机理 gh8F 2V;<
现在对NOx生成的认识虽还没有达到十分充分的程度，但有以下几个比较合理，已被广泛认可的生成机理。按NOx中氮元素的来源，可以将NOx分为由空气中的氮生成和由燃料中的氮生成。由燃料中的氮生成的 NOx通常称为燃料型的NOx，而由空气中的氮生成的NOx又可以分为：热力型，快速型，N2O中间产物型和NNH型。下面分别介绍以上各种NOx生成机理。 7O J'){R$
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1.1 热力型 W1|0Yd ;P
热力型又称Thermal机理或者为 Zeldovich 机理，是指空气中的氮气N2在高温的条件下，直接于氧气反应生成NO。其主要基元反应方程式为：
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[1] X6@WwM~qz
总包反应方程式为： %~E ?Z!_W
N2是由氮原子N彼此之间以三键结合的，由分子碰撞反应动力学原理，由O基元碰撞N2破坏 而直接生成NO，其概率是相当小的，即基元反应方程（1）的的活化能很大，所以该反应是热力型机理的主要控制反应。 &N\jG373
对于总包反应，其反应速度方程式为： Xy$3V U*
（1.1.5）[2] ? -dX`n
由该反应速度方程式可以看出：总包反应的活化能很大，对温度有很大的依赖性。一般来说，只有在温度大于1800K时，热力型NOx才大量的生成。基于这个原因，一般的煤粉锅炉的温度都控制在1800K以下，避免大量的热力型NOx的生成。 :lPb.UCY
U$W xHYo
1.2 快速型 |6K+E6H
快速型又称Fenimore机理或者Prompt机理，指N基元与C或者CH基元反应生成氰化物，然后再转化为NO。由于该反应是在瞬间进行，对于一般的燃烧反应的时间在几秒量级，而快速型的反应时间在几十个毫秒的量级，所以称之为快速型NOx生成机理。其反应方程式为： 8L:ji,"
[1] 6 '!4jh
由于快速型NOx的生成需要大量的C和CH基元，而这些基元都大量出现在燃料富足的燃烧区域，所以快速型NOx的产生也主要在这个区域内进行。一般来说，由快速型生成的NOx的量是很少的。 iiS-9>]/
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1.3 N2O中间产物型 lE&&_INHQ
在温度较低，富氧（ <0.8）条件下，该NOx生成机理起主要作用，其反应方程式为： , P70J b
[1] Pa
V@aM~3
氮气N2与O基元在有第三体（Third body）存在的条件下反应生成N2O，然后随着温度的升高N2O再被氧化为NO。 LIvFx |
在低温条件下生成的N2O并不是都能转化为NO。在预混的甲烷气体燃烧过程中，N2O较早的生成燃烧初始区，后随着大量H和OH基元的出现，N2O被几乎完全还原成了N2。[3]因此，N2O作为NOx生成的中间产物必需有N2O的高温氧化过程。 ?&63#B,iZ
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1.4 NNH型 34%RZG_o'
NNH型NOx生成机理首先是由Bozzelli 和 Dean两个人提出的。该机理的反应方程式为：
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[4] V9{]O
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该机理的适用条件是在H2和CH4预混燃烧的下游区域。在该区域NO的生成速率明显高于用热力型机理解释的生成速率，由于燃料用的是H2和CH4，已排除了燃料型NOx的生成，而对于快速型和N2O中间产物型机理在该区域对生成NOx的贡献是很小的，因而提出该NOx生成机理――NNH型。 ToXki ,
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1.5 燃料型 & :d H,
燃料型机理是指燃料中含氮的化合物如喹啉（C9H7N）和吡啶（C5H6N）等有机物高温下释放出含氮原子的气体组分（主要指HCN和NH3）与氧结合生成NOx的过程。其反应过程如下： OZ
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燃料氮 ＋ O2 HCN + NH3 \KQ71yqY
HCN +O NO 5qZ1FE
NH3 + O NO smRE!f *q
^Eb.:}!D 6
燃料中的有机氮先被氧化为HCN和NH3，然后HCN和NH3再被氧化为NOx。 bz uEfFaL
由于燃料中的有机氮的结合键能比空气中的 键能小，故燃料中的氮很易被氧气氧化成NO。燃料型NOx的生成开始于燃料挥发份的析出，在较低的温度下就能生成NO，随着温度的升高NO的量将逐渐增多。 V )x$ |!(
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8.点燃、自燃的数学表达 \n8] M\<
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9.还有用比较简单的劳斯准则和奈氏准则算传递函数的稳定性、临界值和静态偏差
