本文通过实验和数值计算相结合的手段，研究了水合肼（N₂H₄·H₂O）在中高温区选择性非催化还原NOx的规律，并与氨（NH₃）、尿素的还原规律作比较，以探讨肼类物质净化NOx的化学反应性质，为将来进一步研究同时用肼类物质抑制二噁英在烟气中的再合成奠定基础。 研究工作包括理论和实验两部分。在理论部分，首先对水合肼还原NOx的反应进行了化学热力学和化学动力学计算研究。化学热力学的计算结果表明，N₂H₄在烟气中各反应吉布斯自由能的绝对值大小顺序为：N₂H₄与NOx反应＞N₂H₄与O₂反应＞肼自身的分解反应，说明在烟气中N₂H₄与NOx的反应趋势最强。化学平衡的计算结果表明，在中高温区（400～800℃）N₂H₄还原NOx的极限效率（即反应平衡时的效率）均在91.45％以上。化学动力学的计算结果表明，水合肼选择性非催化还原NOx的规律与NH₃、尿素相似，都存在着最佳反应温度窗口。水合肼还原NOx的最佳温度窗口为500～650℃，最高效率出现在550℃左右，达到69.15％（NH₂／NO为1）；水合肼对NOx的净化效率随着摩尔比NH₂／NO、NOx初始浓度的增大而增大；水合肼净化NOx时，NO₂的生成较NH₃、尿素高，当氧气含量8％、NH₂／NO为1，600℃时NO₂浓度最高，达20ppm。 利用产率分析和敏感性分析对水合肼还原NOx的主要反应进行了研究，结果表明对NO还原影响最大的直接反应是NH₂+NO<=>N₂+H₂O，间接反应是O+OH<=>H+O₂；由此可对水合肼还原NOx的复杂反应机理进行简化。 实验研究了450～900℃温度区间，水合肼选择性非催化还原NOx的反应规律，结果表明水合肼还原NOx存在着最佳反应温度窗口，为500～650℃，最高效率出现在550℃，与理论计算完全吻合。NH₂／NO为2时为41.86％；为了探讨水合肼选择性非催化还原NOx时的选择性，实验研究了水合肼与烟气中O₂的反应情况，结果表明，在中温段（450～650℃）水合肼不会被氧化，烟气中含有的少量NOx（10ppm左右）被进一步还原，说明水合肼在中温区优先和NOx反应；从700℃开始，烟气过量的水合肼会被氧化生成NOx。 实验还研究了烟气中SO₂的存在对N₂H₄还原NOx时NO₂生成的影响。在500～900℃温度区间，向含有SO₂（200ppm）和NOx（400ppm）的烟气中喷入水合肼，结果表明O₂含量在10％以下时，烟气中SO₂的存在对NO₂的生成具有明显的抑制