浅析煤粉燃烧过程中NOX产生机理和控制技术

浅析煤粉燃烧过程中NOX产生机理和控制技术

姚兴龙

陕西商洛发电有限公司7260007

摘要：很多工业的发展都离不开煤粉，煤粉通过燃烧产生大量的热能应用于工业生产中可以大大提高生产力。在煤粉燃烧的过程中，煤粉与空气发生剧烈摩擦并且在高温的条件下会生成一种产物--NOX。NOX简单理解来说就是氮氧化物，这种物质的产生对于环境来说有很强的破坏。本文主要针对煤粉燃烧过程中NOX产生机理和控制技术的相关内容进行分析。

关键词：煤粉燃烧；NOX；产生机理；控制技术

引言：

由于工业文明的发展，各种工业行业都呈现在出发展的态势。在工业的发展过程中很多是以环境为代价进行的，环境的污染问题越来越严重。煤粉是工业燃烧的主要原料之一，燃烧生成的氮氧化物也是比较多的，只有详细分析出氮氧化物产生的机理，才能制定相应的控制技术。

一.NOX的产生的和危害

NOX的产生主要是煤粉等化石燃料在有空气的条件下发生剧烈摩擦从而生成的，氮氧化物包含的种类也比较多，比如在生活中常见的一氧化氮，二氧化氮等。

氮氧化物的存在会造成很大的危害，主要体现两方面，一方面是对人体，一方面是对环境。对于人体来说，氮氧化物的含量如果偏低，可能会造成头晕头疼等微微不适的状况，如果氮氧化物的含量超过了一定的标准，会造成人瞬间死亡。长时间在含有氮氧化物的环境中生活，对于人的身体健康也会造成影响。对于环境来说，氮氧化物的存在可能会破坏生态环境的平衡，而且对于臭氧层会有一定的破坏作用，酸雨就是氮氧化物导致的。而且氮氧化物的对于光线也有一定的遮挡作用，形成一定的烟雾，阻碍人们的出行。

二.NOX产生机理

氮氧化物的产生是由化石燃料在燃烧过程中产生的，根据其具体的产生机理主要有三种：和温度具有密切关系的热力型；和燃料浓度有密切关系的快速型；和氮的分解温度有密切关系的燃料型。这三种产生机理是现存的氮氧化物产生的主要来源，接下来进行具体的分析。

（1）和温度具有密切关系的热力型

热力型的产生机理理解起来是比较容易的，在煤粉燃烧的过程中，温度是很高的，温度有一个分界点，这个分界点主要是一千五百摄氏度，温度在一千五百摄氏度以下产生的氮氧化合物比较少，温度一旦超过一千五百摄氏度，氮氧化合物产生的效率大大增加，并且随着温度的升高产生的速度越来越快。

（2）和燃料浓度有密切关系的快速型

这种产生机理和温度的联系不是很密切，主要是和燃料浓度有密切的关系。在燃烧的过程中，其中化石燃料中氮元素和氢元素在空气中发生反应导致氮氧化合物的产生。在燃烧的过程中如果氮元素和氢元素的浓度很高氮氧化合物产生的效率就越高，如果氮元素和氢元素浓度比较低，氮氧化合物产生的效率就比较低。

（3）和氮的分解温度有密切关系的燃料型

在煤粉燃烧的过程中，煤粉中氮元素的燃点比煤粉的燃烧温度，因此氮元素进行分解，之后才会有煤粉燃烧的具体分解，主要有两个阶段，这种产生氮氧化合物的机理就是燃料型。

三.NOX的控制技术

NOX无论是对于环境还是对于人体都会造成很大的危害，因此相关部门一定要采取相关的措施降低NOX的排放。氮氧化合物的控制技术已经有了一定的成效，技术主要体现在以下几个方面：在煤粉燃烧的过程中，控制其中的氧气含量；在煤粉燃烧的过程中根据不同时期的燃烧状况合理安排氧气；在燃烧过程中加入氨元素，抑制氮氧化合物的产生；研发出更多的机器设备，方便进行氮氧化物的处理，工作人员提高工作技能等，接下来进行具体的分析。

（1）在煤粉燃烧的过程中，控制其中氧的含量

在煤粉燃烧的过程中是一个密闭的环境，燃烧过程中需要的氧气主要是由外界空气提供的。燃烧过程中如果氧气的含量过高，会使煤粉燃烧得更加彻底，造成大量的氮氧化合物。可以采取一些手段控制燃烧过程中的氧气含量，从而达到控制氮氧化合物的目的。在煤粉燃烧的过程中控制氧气量，使其达到煤粉燃烧所需氧气的最小值，从而降低氮氧化合物的排放。

（2）在煤粉燃烧过程中根据不同时期的燃烧状况合理安排氧气

煤粉的燃烧并不是一成不变的，是分为几个时期的，煤粉的起燃期，燃烧期，消退期。不同的燃烧阶段对于氧气的需求是不同的，可以根据这个特点控制不同时期的氧气排放达到控制氮氧化合物的目的。在起燃期，需要的氧气量比较少，能够支持其燃烧的状态就可以了；在燃烧期，煤粉逐渐进入燃烧的状态，需要的氧气量就比较大，在消退期，需要的氧气量降低，逐渐减少氧气的供应量。

（3）在煤粉燃烧的过程中，增加氨元素抑制氮氧化合物的产生

在煤粉燃烧的过程中，会产生一部分烟气，在烟气中含有一部分的氮氧化合物。通过往燃烧炉膛中加入氨元素的方法，会发生还原反应，就是俗称的脱硝，通过这样的方式可以减少氮氧化合物的产生。

（4）研发出更多的机器设备，方便对氮氧化合物进行处理，工作人员工作技能提升

随着科学技术的不断发展，各种机器设备不断更新升级换代。氮氧化合物的处理机器也在发展，各种研究机构和研究院不断进行研究，推出了一代又一代的脱硝机器，大大降低了空气中的氮氧化合物排放量。并且从事相关行业的工作人员工作技能在不断提升，能够熟练操作各种机器，制定应对危机预案，随机应变的能力较强。并且各个行业的安全性在不断增加，为其中工作的工作人员提供了更多的安全保障。

四.结语

现在各行各业的发展都讲究环保，可持续发展的理念已经深入人心。煤粉的燃烧在工业生产是必不可少的，但是可以想方设法减少煤粉燃烧产生的氮氧化合物，为环境保护做出一份贡献，同时也体现出绿水青山就是金山银山的发展理念。

参考文献：

[1]朱焱松,王研.浅析煤粉燃烧过程中NOX产生机理和控制技术.中国石油炼制技术大会,2013.

[2]李慧,周建明,刘刚,杨石,肖翠微等.煤粉空气分级燃烧过程中NOx排放特性试验研究[J].煤炭科学技术,2016,44(12):197-201.

[3]郑阳.大型煤粉燃烧锅炉NO_x排放控制系统的运行特性及其优化[J].东南大学,2017.