Nitơ ôxit sinh ra trong quá trình đốt cháy than chủ yếu là NO và NO2 gọi chung là NOx, ngoài ra còn một ít N2O. Trong quá trình đốt than, lượng NOx hình thành và thải ra có quan hệ mật thiết với điều kiện cháy như phương thức đốt đặc biệt là nhiệt độ cháy và hệ số không khí thừa.
Lấy đốt cháy than bột làm ví dụ, nếu không khống chế, lượng NOx thải ra trong lò hơi thỉa xỉ lỏng cao hơn nhiều so với lò hơi thải xỉ khô, mà thải xỉ khô, nếu cách bố trí vòi phun không giống nhau, không khống chế lượng NOxthì lượng NOx
thải ra cũng khác nhau như hình 2.4 biểu thị.
Hình 2.4. Quan hệ giữa lượng NOx thải ra với phương thức đốt và sản lượng lò
Khí NOx hình thành trong quá trình đốt cháy than theo ba cơ chế sau:
- Cơ chế hình thành NOx theo nguyên lí phân huỷ nhiệt (thermal NOx), nghĩa là do Nitơ trong không khí dưới tác dụng của nhiệt độ cao phân huỷ thành NOx.
- Cơ chế hình thành NOx do thành phần Nitơ nhiên liệu (Fuel NOx) tạo nên trong quá trình cháy.
- Cơ chế hình thành NOx theo nguyên lí phản ứng tức thời (Prompt NOx), nghĩa là do phản ứng giữa Nitơ trong không khí với các loại cacbuahyđrô như CH tạo nên NOx trong quá trình cháy.
Từ ba cơ chế hình thành NOx nhiệt, nhiên liệu và tức thời ở trên nhận thấy, cơ chế hình thành các loại NOx là không giống nhau, chủ yếu thể hiện ở nguồn gốc Nitơ không giống nhau, lộ trình hình thành không giống nhau và điều kiện hình thành không giống nhau, nhưng chúng lại có một quan hệ nhất định.
Mô hình 2.5 có thể sử dụng để miêu tả cơ chế hình thành NOx, đồng thời cũng thấy được sự khác nhau cũng như sự liên hệ về ba cơ chế hình thành NOx như phân tích:.
Hình 2.5. Biểu đồ cơ chế hình thành NOx
NOx tức thời chiếm tỷ lệ 5%, ở nhiệt độ thấp hơn 1350 0C, hầu như không có NOx nhiệt, chỉ khi nhiệt độ vượt quá 1600 oC như trong buồng lửa thải xỷ lỏng, NOx nhiệt mới chiếm 25 – 30%. Còn trong thiết bị đốt than thông thường, NOx chủ yếu là theo lộ trình hình thành NOx nhiên liệu. Cho nên việc khống chế và làm giảm NOx hình thành trong khi đốt than, chủ yếu là khống chế NOx nhiên liệu.