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氮氧化物是怎么产生的

2023-12-08 16:15 603浏览

氮氧化物产生原因是:人类活动产生的氮氧化物主要来源于燃烧过程,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。

氮氧化物是什么

氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物,包括多种化合物,如一氧化二氮(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。

除一氧化二氮及二氧化氮以外,其他氮氧化物均不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。因此,职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气),主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

氮氧化物的形成机理是什么

氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理一般分为如下三种:

1、热力型

燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。

随着反应温度T的升高,其反应速率按指数规律增加。当T1500℃时,NO的生成量很少,而当T1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。热力型氮氧化物生成机理:O2+N-2O+N;

O+N2-NO+N;

N+O2-NO+O;

在高温下总生成:N2+O2-2NO;

2NO+O2-NO2。

2、瞬时反应型(快速型)

快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区附近会快速生成NOx。

由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以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,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。

上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分,不是主要来源。分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示速率增大6-7倍。

3、燃料型NOx

由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600——800℃时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧NOx产物中占60——80%。

在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N、CN、HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成,故燃料型的形成也由气相氮的氧化(挥发份)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)两部分组成。