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③焦碳N生成的NOX:焦碳在燃烧时也能生成NOX,有认为焦碳N可直接在焦碳表面生成NOX。或者和挥发份N一样,以HCN和CN途径生成NO。研究表明,焦碳N转变为NOX是在火焰尾部焦碳燃烧区生成的,这一部位的氧含量比主燃烧区低,而且焦碳颗粒因温度较高发生熔结,使孔隙闭合,反应比表面积减少,因此,相对挥发份N来说生成NOX量少。即使在较强氧化气氛下,也会在焦碳颗粒周围形成局部还原区域,同时碳和煤灰中的CaO催化还原NOX,会限制焦碳N转化为NOX。
④温度对生成的影响:温度的升高对燃料型NOX生成有促进作用。火焰温度高,NOX的转换量就大。在1200℃以下时,NOX随温度升高显著增加。在分解炉和上升烟道区域,燃料燃烧温度约为950~1200℃,在此温度范围内,主要生成燃料型NOX。,当温度在1200℃以上时,温度的影响降低,NOX增速逐步平缓。燃料中N越高、氧浓度越高;反应停留时间越长,NOX生成量越大。但与温度的相关性变差。
⑤煤质的影响:煤挥发份中氧氮比越大,NOX转化率越高。相同氧氮比条件下,过剩空气系数越大,NOX转化率越大。不同种类的煤,挥发份含量、燃料中的氮含量差异较大。挥发份和氮含量高的煤种生成NOX较多。煤粉细度较细时,挥发份析出速度快,燃烧速度快,加快了煤粉表面的耗氧速度,使煤粉颗粒表面易形成还原气氛,能产生抑制NOX生成的作用。但煤粉细度较粗时,挥发份析出慢,也会减少NOX的生成量。特别是劣质煤或着火点较高的煤,这种情况会更明显,因此,合适的煤粉细度要依据煤质、窑况和NOX生成量权衡考虑。
1.2.2原料型NOX
是由原料中含氮氧化物分解而成。原料中的含氮化合物分解并被氧化也会生成NOX,不过其含量很小。
在上述四种NOX中,由于瞬发型NOX和原料型NOX生成量较小,在脱硝总量控制中,可不作重点考虑。
在回转窑尾的烟气中,90%~95%的NOX以NO形式存在,它转化为NO2主要发生在大气中。因NO具有较高的分解活化能,不会自发分解为N2和O2。
2降低NOX生成的生产过程控制
2.1影响NOX生成的主要因素
由NOX的成因可知,影响NOX生成的因素虽然很多,但归纳起来主要有以下五种:
(1)回转窑内燃料燃烧的火焰温度;
(2)燃料着火阶段的含氧浓度;
(3)燃料在燃烧带的燃烧时间;
(4)燃料中挥发份含量及挥发份中的氮含量;
(5)燃料中的含氮量。
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