氮氧化物的形成及控制

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1、氮氧化物的形成及控制技术孙铁朦（中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙，410083）摘要：随着我国经济的快速发展和能源生产与消费量的急速增长，氮氧化物排放量也随之增加。有关研究表明，氮氧化物排放加剧了大气酸沉降、光化学烟雾和城市灰霾的污染。由于氮氧化物可以在大气层中长距离输送，引起的全球性或区域性污染问题也日渐突出。如果对此不加以控制，氮氧化物的持续增加将会明显抵消掉二氧化硫减排所取得的重大环境效益。我国氮氧化物排放控制还处于起步阶段，氮氧化物排放控制技术有待进一步普及，并提出氮氧化物排放治理的一些方法。关键词：氮氧化物；危害；控制技术。Theformationofn

2、itrogenoxideandcontroltechnologySuntiemeng(SchoolofEnergyScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:WiththerapidgrowthofChina'srapidenergyproductionandconsumption,nitrogenoxideemissionshaveincreased.Thestudyshowedthatnitrogenoxideemissionscontributetoatmo

3、sphericaciddeposition,photochemicalsmogandurbanhazepollution.Duetolong-rangetransportofnitrogenoxidesintheatmospherewhichcausedbyglobalorregionalpollutionproblemshavebecomeincreasinglyprominent.Ifthisisleftunchecked,thecontinuedincreaseofthenitrogenoxideswillbesignificantlyoffsetbythesi

4、gnificantenvironmentalbenefitsachievedbythesulfurdioxideemissionreduction.Duetonitrogenoxidesemissionreductionprograminchinaisstillinitsinitialstages,nitrogenoxidecontroltechnologyneedsfurtherpopularizationandprovidesomemethodsonnitrogenoxideemissioncontrol.Keywords:nitrogenoxide;damage

5、:controltechnology.1前言氮氧化物是大气中主要的气态污染物之一，包括多种化合物,如氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。其中N2O3、N2O4、N2O5很不稳定,常温下很容易转化成NO和NO2。大气中含量较高的氮氧化物主要包括N2O、NO和NO2。其中,NO和NO2是大气中主要的氮氧化物。自然界中的NOx主要来自雷电,森林草原火灾，氧化大气中的氮和土壤中微生物的消化作用，这些氮氧化物在大气系统中均匀分散,并参加在环境中的氮循环。人类活动产生的氮氧化物主要来源

6、于燃烧过程，可分为固定源和移动源,是造成大气污染的主要污染源之一。固定源指来自工业生产的燃料燃烧，还有部分来自硝酸生产、硝化过程、炸药生产和金属表面硝酸处理等过程的排放，移动源指交通运输燃料燃烧的排放。根据美国环保局(EPA)文献估计，人类产生的NOx有99%来自于燃烧,固定源和移动源各占一半[1]。从燃烧系统排出的NOx有95%以上是NO，其余主要是NO2[2]。%2燃烧过程中氮氧化物的产生机理燃烧过程产生的NOX主要有NO和NO2,另外还有少量N2O，在煤的燃烧过程中，NOX的生成量与燃烧方式特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。按生成机理分类，燃烧形成的NOX

7、可分为燃料型、热力型、快速型3种。1.燃料型NOX燃料型氮氧化物是燃料中所含有的氮元素，在燃烧过程中与空气中的氧结合后生成的氮氧化物。显然,燃料型氮氧化物与热力型氮氧化物不同，它的氮元素来源于燃料，而不是空气中的氮。由于燃料在燃烧过程中与诸如燃料特性、燃料结构、燃料中的氮受热分解后在挥发分和炭中的比例、成分和分布等诸多因素有关，而且大量的反应过程还与燃烧条件如温度和氧及各种成分的浓度等密切相关，因此目前对燃料型氮氧化物的生成机理还没有完全搞清楚。例如煤中的氮一般以氮原子的形态与各种碳氢化合物结合，形成环状或链状化合物。燃烧时，空气中的氧与氮原子反应生