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回转窑热力型燃烧器的NOX的生成机理一般为、当温度低于1500度时，热力型NOX生成量较少，而温度高于1500度时，温度每升高100度，反应速度将增至6~7倍。
燃料和空气混合物进入炉膛后，由于受到周围高温烟气的对流和辐射加热，混合物气流温度很快上升。当达到着火温度时，燃料开始燃烧，这时温度急剧上升到近于绝热温度水平。同时，由于烟气与周围介质间的对流和辐射换热温度渐渐降低，直到与周围介质温度相同，即烟气边冷却边流过整个炉膛。由此可见，炉内的火焰温度分布实际上是不均匀的。通常，离燃烧器出口一定距离处的温度较高，在其前后的温度都较低，即存在局部高温区。由于该区的温度要比炉内平均温度水平高很多，因此它对NOX生成量有很大的影响：温度越高，NOX生成量越多。因此，在炉膛内，为了抑制NOX的生成，除了降低炉内平均温度外，还必须设法使炉内温度分布平均，避免局部高温。
超低氮燃气燃烧器燃料与空气分级燃烧原理
回转窑燃烧器热力型NOX生成很大程度上取决于燃烧温度。燃烧温度在燃料与助燃空气当量比为一时的情况下达到顶高，在贫燃或者富燃的情况下进行燃烧，燃烧温度会下降很多，运用该原理开发出分级燃烧技术；空气分级燃烧：级是富燃料燃烧，在级加入过量空气，为贫燃料燃烧，两级间加入空气冷却以保证燃烧温度不至太高。天然气天时烧嘴燃料分级燃烧与空气正好相反，级为燃料稀相燃烧，而在级加入燃料使得当量比达到要求的数值。这两种方法终将会使整个系统的过量空气系统保持一个定值，火焰的散热效果相对较好，可以降低火焰局部高温，有助于减少NOX的形成。
超低氮天时燃烧器外部烟气再循环和内部烟气再循环技术
燃烧温度的降低可以通过在火焰区域加入烟气来实现，加入的烟气吸热从而降低了燃烧温度。通过将烟气的燃烧产物加入到燃烧区域内，不仅降低了燃烧温度，减少了NOX生成；同时加入的烟气降低了氧气的分压，这将减弱氧气和氮气生成热力型NOX的过程，从而减少氧化的生成，根据应用原理的不同，烟气再循环分为外部烟气再循环和内部烟气再循环两种。