在水泥熟料的煅燒過程中,會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物,這些氮氧化物主要是NO和NO2,其中NO約占90%以上,而NO2只有5%~10%。按其來源劃分主要取決于原、燃料中氮的含量、燃燒溫度的高低和燃料類型。
?。?)燃料NOx
水泥生產(chǎn)使用的原燃料均來自于自然界,其中不可避免的會(huì)含有一定量有機(jī)物和低分子含氮化合物,由該部分氮元素直接轉(zhuǎn)化的NOx稱為原、燃NOx。原料中的氮主要來源于礦石沉積的含氮化合物,其含氮量一般在20~100ppm(百萬分之20~100)。燃料中的氮主要為有機(jī)氮,屬于胺族(N-H和N-C鏈)或氰化物族(C=N鏈)等,其含量一般在0.5%~2.5%。
?。?)熱力型NOx
熱力型NOx由空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诟邷叵掳l(fā)生化學(xué)反應(yīng)而來,其生成速度與溫度的關(guān)系是由捷里道維奇提出來的,因此稱為捷里道維奇機(jī)理。當(dāng)燃燒溫度低于1 500℃時(shí),幾乎觀測(cè)不到NOx的生成,當(dāng)溫度高于1500℃時(shí),溫度每升高100℃,反應(yīng)速率將增大6~7倍。因此,熱力型NOx主要在燃燒的高溫區(qū)產(chǎn)生,燃燒溫度對(duì)其產(chǎn)生量具有決定性的影響。此外,熱力型NOx的產(chǎn)生濃度還與N2、O2濃度及停留時(shí)間有關(guān)。
?。?)快速型NOx
在欠氧環(huán)境下,燃料中的碳?xì)浠衔锶紵纸馍蒀H、CH2以及C2等基團(tuán),它們與氮分子,以及O、OH等原子基團(tuán)反應(yīng)而在很短的時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生NOx,稱為快速型NOx。快速型NOx對(duì)溫度的依賴性很弱,它的生成量一般總NOx生成量的5%以下。
總體來講,氮氧化物的來源是多方面的,影響因素眾多,氮氧化物來源比例除了燒成系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)以外,也與工況環(huán)境,原燃料差異甚至操作人員水平息息相關(guān)。