有机废气焚烧炉中氮氧化物的生成机理及控制措施

氮氧化物，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。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮。
有机废气焚烧炉中（主要是蓄热焚烧炉和直燃炉）产生的NOx主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和少量的N2O等，其中NO占90%，NO2占5%～10%，N2O仅占1%左右。因此，NOx的生成与排放量主要取决于NO。
一、NOx生成机理
根据NOx生成机理，有机废气燃烧过程中所产生的NOx量与VOCs组分、燃烧方式、燃烧温度、过量空气系数以及烟气在炉膛停留时间等因素密切相关。燃烧产生NOx的主要机理有燃料型、热力型和快速型三种，其中快速型NOx生成量很少，可以忽略不计。
1、热力型
热力型NOx的生成是由空气中氮在高温条件氧化而成，生成量取决于温度。当T＜1500℃时，NO的生成量极少，而当T＞1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6～7倍。当温度足够高时，热力型NOx占总生成量的20%。
2、燃料型
燃料型NOx是燃料（包括废气中的可燃组分）中含氮化合物在燃烧过程中热分解且氧化而成的，与火焰附近的氧浓度密切相关，占总生成量的80%以上。
3、快速型
快速型NOx是由于燃料挥发物中碳氢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NOX，在通常炉温下，生成强度微不足道。
二、NOx控制措施
1、热力型
控制燃烧温度、适当控制停留时间可以有效降低热力型NOx的生成。
对于有机废气焚烧炉，特别是蓄热焚烧炉，由于焚烧温度较低，通常在900℃以下，因此热力型NOx（主要为NO）的生成量是极其微量的。
改善炉膛结构，避免局部高温区和死角的形成，可以避免热力型NOx的生成。
2、燃料型
对于有机废气焚烧炉，很少采用煤粉等含氮量较高的助燃燃料，大部分采用天然气或沼气，少部分为柴油或杂醇油等其他生物质燃料，因此助燃燃料产生的燃料型NOx相对很少。
废气中的含氮有机物是燃料型NOx的主要产生途径。如果废气组分中有含氮有机化合物，需要衡算氮元素的含量，以及对应生成的NOX的排放浓度和排放量，以决定是否需要进行烟气脱硝处理。
根据烟气中的氮氧化物浓度，通常采用选择性非催化还原脱硝（SNCR脱硝）或选择性催化还原脱硝（SCR脱硝）脱除烟气中的NOx。
3、快速型
在通常炉温下，生成强度微不足道，一般不需考虑。