锅炉氮氧化物污染产生的方式有三种:燃料型、热力型和快速型。

燃料型NOx:生物质及煤等燃料本身含有氮元素,而这些氮元素在燃烧的过程中会从燃料中析出,在锅炉内经过一系列的氧化反应,生成NOx。由于天燃气中基本不含固定氮,在燃烧天然气的锅炉中,燃料型NOx可忽略不计。去除燃料型NOx可以采用炉内脱硝,或者尾气脱销方式解决。

热力型NOx:热力型NOx是燃烧时空气中的氮(N2)和氧(O2)在高温下生成氮氧化物。影响热力型NOx的最主要因素是燃烧温度,从氮(N2)和氧(O2)的反应式中可以看出一些端倪:

平衡常数Kp是生成物(NO)与反应物(N2与O2)的浓度(方程式系数幂次方)乘积比,Kp数值越大,则代表在其他条件不变的情况下,NO的生成量越高。当温度低于1000K时(约700摄氏度),Kp值非常小, NO在很低的浓度下,等式就已经达到了平衡,就算增加氮气与氧气的浓度,或者增加空气与燃料的停留时间,NO的增加也非常有限,随温度升高氮氧化物迅速增加,温度在1500℃附近变化时,温度增100℃,反应速度将增6~7倍。
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过剩的空气/氧气浓度:氧气浓度越高,NOx的生成量就越大;以及空气与燃料的混合时间:停留时间越长,NOx的生成量就越大。这两点也是热力型NOx产生的影响因素。

快速型NOx:在碳氢化合物燃烧时会分解出大量的CH,CH2,CH3和C2等离子团,它们会破坏燃烧空气中N2分子的键而反应生成HCN,CN等,然后再被氧化成NOx,在三种途径中,快速型NOx所占比例不到5%。