燃燒理論將NOx的生成分為熱力型NOx（Thermal NOx）、快速型NOx（Prompt NOx）和燃料型NOx（Fuel NOx）。天然氣中含氮量較低，因此，燃料型NOx不是其主要的控制類型。熱力型NOx是指燃燒用空氣中的N2在高溫下氧化生成NOx。關于熱力型NOx的生成機理一般采用捷里道維奇機理：當溫度低于1500℃時，熱力NOx的生成量很少；高于1500℃時，溫度每升高100℃，反應速度將增大6~7倍。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。快速型NOx在碳氫燃料燃燒且富燃料的情況下，反應區會快速生成NOx。在實際的燃燒過程中各種因素是單獨變化的，許多參數均處于不斷的變化中，即使是最簡單的氣體燃料的燃燒，也要經歷燃料和空氣相混合，燃燒產生煙氣，直到最后離開爐膛。爐膛的溫度、燃料和空氣的混合程度、煙氣在爐內停留時間等這些對NOx排放有較大影響的參數均處于不斷的變化之中。  

燃料和空氣混合 物進入爐膛后，由于受到周圍高溫煙氣的對流和輻射加熱，混合物氣流溫度很快上升。當達到著火溫度時，燃料開始燃燒，這時溫度急劇上升到近于絕熱溫度水平。 同時，由于煙氣與周圍介質間的對流和輻射換熱，溫度逐漸降低，直到與周圍介質溫度相同，也即煙氣邊冷卻邊流過整個爐膛。由此可見，爐內的火焰溫度分布實際 上是不均勻的。通常，離燃燒器出口一定距離處的溫度最高，在其前后的溫度都較低，即存在局部高溫區。由于該區的溫度要比爐內平均溫度水平高得多，因此它對NOx生成量有很大的影響：溫度越高，NOx生成量越多。因此，在爐膛中，為了抑制NOx的生成，除了降低爐內平均溫度外，還必須設法使爐內溫度分布均勻，避免局部高溫。

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