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瞬时型NOx

快速型NOx

瞬时型NOx又称为快速型NOx，是在碳氢化合物燃料在燃料过浓时燃烧，燃料挥发物中碳氧化合物高温分解生成的CH自由基和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成。瞬时NOx在燃烧过程中的生成量很小，影响瞬时NOx生成的主要因素有空气过量条件和燃烧温度。

反应机理
瞬时型NOx中的氮的来源也是空气中的氮，但它是遵循一条不同捷里多维奇机理的途径而瞬时生成的。其生成机理十分复杂，通常认为瞬时型NOx是由燃烧过程中形成活跃的中间产物CHi与空气中的氮反应形成HCN、NH和N等，再进一步氧化而形成的。在煤的燃烧过程中，煤炭挥发份中的碳氢化合物在高温条件下发生热分解，生成活性很强的碳化氢自由基（CH·，CH2·），这些活化的CHi和空气中的氮反应生成中间产物HCN、NH和N，随后又进一步被氧化NO，实验表明这个反应过程只需60ms，故称为瞬时型NOx，这一机理是由费尼莫（Fenimore）发现的，所以又称为费尼莫机理。
在碳氢化合物存在的条件下，空气中的氮气在燃烧过程中和碳氢离于团反应生成的NOx，它的生成量很少，往往可以忽略不计。实验证实，这一机理在富燃料的碳氢化合物火焰中较为重要。有关碳氢化合物碎片与NO的反应很多，其中以下面2个反应最为重要：
在煤粉燃烧过程中瞬时型NOx生成量很小，大致在（10~100）×10-6，且和温度的关系不大。对燃烧设备而言，瞬时型NOx与热力型NOx和燃料型NOx相比，其生成量要少得多，一般在总NOx生成量的5%以下。但随着NOx排放标准的日益严格，对于某些碳氢化合物气体燃料的燃烧，瞬时型NOx的生成也应该得到重视。
来源分析
燃烧生成的NOx主要有三种：热力型NOx、燃料型NOx及瞬时型NOx。在陶瓷行业中，由于原料的特殊性，还可能产生物料NOx。当陶瓷窑炉烧成温度T>1300℃时，会大量生成热力型NOx，而当烧成温度T<1200℃时，则产生的热力型NOx较少；该窑炉生产线使用的燃料为焦炉煤气，其成分中N2的比例为：4%~11%，不含其它有机氮化物，不会生成燃料型NOx；焦炉煤气中含CH4（22%~27%）、C2H4（1%~4%）等碳氢化合物，且煤气中氢含量高达52%~57%，燃烧速度快，火焰较短，容易引起高温富燃，在此条件下碳氢化合物与N2会反应生成瞬时型NOx。
此外物料中釉面中含氮化合物在加热过程中也会产生NOx，但釉料成分复杂，其污染物排放量受其成分含量及热稳定性影响，还有待考究。
结合以上分析，可判定该生产线窑炉中NOx主要以瞬时型为主，热力型、物料型次之，燃料型几乎没有，瞬时型NOx浓度高低跟焦炉煤气中含N量成正比例关系，煤气中N2越高，烟气中NOx浓度越高，反之也成立。
影响因素
天然气燃烧
天然气燃烧时,不论预混程度是如何，随着天然气流量的增加,NOx排放量是增加的。在其他条件不变时,增加天然气流量并相应增加空气量将会使燃烧区域的温度略有提高，而随着温度的提高热力型NOx会有所提升,但瞬时型NOx随流量提高会略有提高但变化不大,这是因为瞬时型NOx受温度变化影响较小。
氧气浓度
随着氧气浓度的提高，瞬时型NOx的生成量是增加的,但相比于热力型NOx,瞬时型NOx生成量的增加幅度比较小,故氧气浓度提高导致的NOx的排放量的增加主要是由于热力型NOx的增加,瞬时型NOx增加较少。
环境温度
环境温度提高而导致NOx排放增加，在这个过程中起着主导作用的是热力型NOx，而瞬时型NOx在环境温度提高时变化较小。瞬时型NOx的生成量随预混度的提高而降低,这一趋势同样不受环境温度的变化而受影响，随着环境温度的提高,瞬时型NOx的生成量几乎不变。
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