燃料与空气在高温燃烧时会释放出氮氧化物，统称为NOx，主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（No2）及氧化亚氮（N2O），其中，NO约占95%，No2等仅占5%。NO排入大气后与空气中的氧结合成No2，No2在一定的条件下进一步氧化成N2O。NOx是参与光化学反应并形成光化学烟雾的关键组分，与SO2一起构成燃烧过程中排放出来的主要污染气体。
大型工业炉在燃料燃烧过程中所生成的NOx，按其生成机理可分为热力型、快速型和燃料型。热力型NOx是燃烧时空气中的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物；快速型NOx是燃料挥发分中的碳氢化合物高温分解形成的CH自由基撞击N2分子，生成CH类化合物，再进一步以极快的速度与氧化合而生成氮氧化物；而燃料型NOx是燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物。
热力型NOx的生成速度与燃烧温度呈指数关系，在燃烧温度低于1500℃时，热力型NOx的生成量很少，而温度高于1500℃时，每增加100℃，反映速度将增大6～7倍，所以，如果炉内存在局部的高温区，在高温区内形成的NOx可能对炉内整个热力型NOx的生成起决定性作用。当锅炉温度为1600℃时，煤粉燃烧生成的热力型NOx约占NOx生成总量的25%～30%。
快速型NOx的生成量在煤粉炉中一般仅占NOx生成总量的5%以下，一般不作为重点考虑对象。快速型NOx 对温度的依赖性很弱。
燃料型NOx 的生成量主要取决于燃料成分和过量空气系数，适当降低过量空气系数，对抑制NOx生成是有利的。煤炭中氮的质量含量一般为0.5%～2.5%，通常燃料型NOx占锅炉烟气中NOx 生成总量的60%～80%，而且随着燃烧温度的降低，所占的比例更高。
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