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廢輪胎熱解油燃燒時氮氧化物含量高的原因

2022-11-10

廢舊輪胎經熱解得到的輪胎油無外乎兩種利用方式:直接燃燒和進一步蒸餾提質,廢輪胎熱解油整體作為燃料使用時,其燃燒SOx的排放可以達到標準,而NOx的排放超過了一般標準,造成這種結果的原因主要有以下三個:

輪胎熱解油和柴油燃燒釋放的NOx濃度
燃料過量空氣系數NOx含量(ppm)
柴油1.198
1.583
1.961
550℃輪胎熱解油1.1656
1.5598
1.9430

一、溫度的影響

溫度對熱力NOx的影響是非常明顯的。在實際燃燒過程中,由于燃燒室內的溫度分布是不均勻的,如果有局部的高溫區,則在這些區域會生成較多的NOx,它可能會對整個燃燒室內的NOx生成起關鍵性的作用。由于熱力NOx的生成大多在燃燒溫度高于1800K,而快速NOx的生成是在過量空氣系數小于1時,因此,我們可以判斷其生成的NOx多為燃料NOx。

由于廢輪胎熱解油是輕質、中質和重質餾分的混合物,燃燒時受熱不均勻,導致燃燒室內的溫度分布是不均勻的,產生了局部的高溫區,則在這些區域會生成較多的NOx,對整個燃燒NOx的排放起關鍵性的作用。

二、過量空氣系數的影響

過量空氣系數對NOx的影響也是非常明顯的。一般當氧濃度增加時,NOx增加的情況只有在空氣量小于理論空氣量時才會出現。這是因為在此情況下,如果氧氣濃度再增加,將使NOx稀釋,并使燃燒溫度降低,因而使NOx降低,并且這種降低要比氧濃度增加而使NOx增加的影響大,所以這時總的NOx生成量是減少的。

三、燃料種類的影響

燃料性質對氮氧化物排放的影響是非常重要的,這種影響是各種因素聯合作用的結果。第一,化石燃料中氮的存在形式差別是很大的,而且這種存在形式的差異會影響燃料型NOx的形式。第二,燃料中氮的含量因燃料的種類和產地的不同而異,即使燃料中含氮量相同,但不同的氮存在形式,其生成NOx的量可能會有差異,特別是在不同的燃燒形式下更是如此。但總體而言,燃料氮含量越高,則NOx排放量越高,而此時轉化率是下降的。

柴油與熱解油燃燒產生的NOx量存在很大差別。由于廢輪胎熱解油中氮的含量為0.64wt.%(550℃,而柴油的含氮量僅為0.002~0.03wt.%)。這是造成廢輪胎熱解油的NOx排放遠遠高于柴油的NOx排放的主要原因。

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