一氧化碳是大氣中分布最廣和數量最多的污染物,也是燃燒過程中生成的重要污染物之一。大氣中的CO主要來源是內燃機排氣,其次是鍋爐中化石燃料的燃燒。
CO是含碳燃料燃燒過程中生成的一種中間產物,最初存在于燃料中的所有碳都將形成CO。CO的形成和破壞過程都是受化學反應動力學機理所控制,是碳氫燃料燃燒過程中基本反應之一,它的生成機理為:
RH → R → RO? → RCHO → RCO → CO
式中R為碳氫自由基團。反應中的RCO原子團主要通過熱分解生成CO,也可以氧化碳氫基團R后生成CO。燃燒過程中CO氧化成CO?的速率要比CO生成速率低,因此在碳氫化物火焰中CO的基本氧化反應為:

CO是不完全燃燒的產物之一。若能組織良好的燃燒過程,即具備充足的氧氣、充分的混合,足夠高的溫度和較長的滯留時間,中間產物CO最終會燃燒完畢,生成CO?或H?O。因此,控制CO的排放不是企圖抑制它的形成,而是努力使之完全燃燒。
研究表明,碳氫燃料和空氣的預混燃燒火焰中,由于CO的生成速率很快,在火焰區CO濃度迅速上升到最大值,該最大值通常比反應混合物在絕熱燃燒時的平衡值要高,隨后CO濃度緩慢地下降到平衡值。因此,從燃燒設備的排氣中檢測的CO含量要比在燃燒室中最大值低,但明顯地大于排氣狀態下平衡值。這表明化學反應動力學控制著CO的生成和破壞。

一氧化碳的生成機理