大气污染控制工程第七章公开课课件.ppt

1、大气污染控制工程第七章O2M2OMON2NONNO2NOONONkOkdNO44dtONOkNOkNONkONkdNO525424dt，因此0dNdt)ONO/k(k1O/kNOk(k-NkO2OdN254-2525-4-24dtOkNOkNOOkONkN254524稳态NOkNOOkNONkONkdN255-424dtNOpK,222ONON)ONO/k(k1)ON/(KNO1ON2kNO25422NOp,224dtd工业实践表明，SCR系统对NOx的转化率为60%-90%。含氮燃料形成NO的反应动力学至今仍不十分清楚，已提出的理论包括：（1）运用CN基作为中间产物；NO2为红棕色有窒息性臭

2、味的活泼气体，具有强烈刺激性，主要来源于大气中NO的氧化。一些试验结果表明，燃烧过程中，燃料氮接近100的转化为NOx。一些试验结果表明，燃烧过程中，燃料氮接近100的转化为NOx。一、传统的低NOx燃烧技术部分HCN与O2反应生成NO，部分HCN与NO反应生成N2。5%的NOx来源于交通运输，约39.(1)需要处理的烟气体积大，如1000MW的电厂的烟气可达3106M3/h，NOx的排放速率约4500kg/h，而浓度又相当低（体积分数为2.对于火电厂Nox污染控制，目前有两类商业化的烟气脱硝技术，分别称为选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR)和选

3、择性非催化还原法（selective noncatalytic reduction,SNCR)。常用吸附剂为活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等。这类技术包括氧燃烧、烟气循环燃烧、分段燃烧、浓淡燃烧技术。CH+N2=HCN+NKp=(pNO2)/(pNO)(pO2)0.含氮燃烧形成NO的反应动力学至今仍不清除，已提出的理论包括（1）运用CN基作为中间体；燃料中的含碳自由基与氮气分子发生如下反应：与氨有关的潜在氧化反应包括：燃用含氮燃料的燃烧系统也会排出大量NOx。2NaAlO2+H2O2NaOH+Al2O3低温生成的NO称为瞬时NO。三、瞬时三、瞬时NONO的形成的形成四、燃料型四、燃料型NOx的

4、形成的形成燃烧中氮转变称为燃烧中氮转变称为NOx被广泛接受的反应过程为：被广泛接受的反应过程为：OHNOHNONHNHHCN22NO2O22或燃料中氮火焰中 减少减少NO的反应为的反应为:O+NON+O2NO+NON2O+O开发NOx和SO2联合控制技术不要求改动燃烧系统，调整或改进燃烧装置的运行方式或部分运行方式。燃料在接近理论空气量下燃烧；二、热力型NOx形成的动力学泽利多维奇(Zeldovich）模型还原燃料在一次火焰下游一定距离混入，形成二次火焰(超低氧条件），在此区域内，已经生成的NOx被NH3、HCN和CO等还原基还原为N2；这类技术包括氧燃烧、烟气循环燃烧、分段燃烧、浓淡燃烧技术

5、。Kp=(pNO2)/(pNO)(pO2)0.NO生成量相对也低，NO的生成量仅与温度略有关系，因此它是一个的活化能步骤。（2）燃尽风量要适当。目前还没有任何简化的模型可以预测这种机理生成NO的量，但是在低温火焰中生成NO的量明显高于根据泽利多维奇模型预测的结果。金属氧化物催化剂，如二氧化钛为载体的五氧化二钒催化剂，在2604500C下操作效果最好；燃料在接近理论空气量下燃烧；大部分燃烧过程排出的尾气中大约90%-95%的NOx仍然以NO形式存在，并排放到大气环境中。源头控制，特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应；活性炭具有吸附速率快和吸附容量大的特点，但活性炭的再生是个大问

6、题。随着SCR系统运行时间的增加，催化剂活性逐渐丧失，烟气中残留的氨或者“氨泄漏”也将增加。斯坦缪勒公司开发的空气/燃料分级低NOx燃烧器的原理。实际操作中，经常利用尾气的废热预热进入燃烧器的空气。熔融碱类或碱性盐也可以吸收NOx。除通过改进燃烧技术控制NOx排放外，有些情况还要对冷却后的烟气进行处理，以降低NOx的排放量，通常称为烟气脱硝。大气污染控制工程第七章首先，与空气分级低NOx燃烧器一样形成一次火焰区，接近理论空气量燃烧可保证火焰稳定；另外，采用循环流化床锅炉也是控制氮氧化物排放的先进技术，循环流化床炉膛的燃烧温度低，只有8509500C，在此温度下产生的热力型NOx极少，加上分级燃

7、烧，可有效的抑制燃烧型氮氧化物的生成。应当指出O2分解的平衡常数是非常小的，即使在火焰区温度下，氧原子浓度也非常低；分级风在第三阶段送入完成燃尽阶段。目前，市场上有多种新开发的低NOx燃烧器。对于沸石催化剂，通常可在更高温度下操作。一些试验结果表明，燃烧过程中，燃料氮接近100的转化为NOx。目前有多种类型的低NOx燃烧器广泛用于电站锅炉和大型工业锅炉。这种燃烧器的主燃区处于空气过剩系数较低的工况，抑制了NOx的生成，顶部引入的燃尽风用于保证燃料完全燃烧。SCR过程是以氨作还原剂，通常在空气预热器的上游注入含NOx的烟气。大部分燃料氮首先在火焰中转化为HCN，然后转化为NH或NH2；O2和N2

8、生成NO的平衡常数1、低空气过剩系数运行技术燃料中氮的形态多为以CN键存在的有机化合物，从理论上讲，N2分子中氮氮键能比有机化合物中C-N的键能大得多，因此氧倾向于首先破坏C-N键。首先，与空气分级低NOx燃烧器一样形成一次火焰区，接近理论空气量燃烧可保证火焰稳定；工业实践表明，SCR系统对NOx的转化率为60%-90%。压力损失和催化转化器空间气速的选择是SCR系统设计的关键。在温度1000K，将会形成可观的NO。N2分解的平衡常数更小，氮原子浓度实际上可以忽略。在燃烧的第一阶段，来自燃料的含碳自由基与氮气分子发生如下反应：控制NOx排放的技术措施：NO生成量相对也低，NO的生成量仅与温度略

9、有关系，因此它是一个的活化能步骤。O2和N2生成NO的平衡常数CH+N2=HCN+N源头控制，特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应；2NO2Na2CO3NaNO3NaNO2CO2因此，降低助燃空气预热温度可降低火焰区的温度峰值，从而减少热力型的NOx生成量。而在富燃混合气中NO浓度减少的比较快；大气污染控制工程第七章第一节 氮氧化物性质及来源低温生成的NO称为瞬时NO。7%来自工业过程，约1.SNCR工艺中，尿素或氨基化合物作为还原剂将NOx还原为N2。5O2Na2SO4+H2O一次火焰区的外围供入过剩空气，形成二次火焰区，将燃料燃尽。4NH36NO5N26H2O目前，市场上

10、有多种新开发的低NOx燃烧器。分级风在第三阶段送入完成燃尽阶段。燃料在接近理论空气量下燃烧；第四节第四节 烟气脱硝技术烟气脱硝技术一、选择性催化还原法（一、选择性催化还原法（SCR)脱硝脱硝SNCR工艺中，尿素或氨基化合物作为还原剂将NOx还原为N2。紧靠燃烧器的前沿产生一个主燃区，称为一次火焰区。这种燃烧器的主燃区处于空气过剩系数较低的工况，抑制了NOx的生成，顶部引入的燃尽风用于保证燃料完全燃烧。一次火焰区的外围供入过剩空气，形成二次火焰区，将燃料燃尽。还原燃料在一次火焰下游一定距离混入，形成二次火焰(超低氧条件），在此区域内，已经生成的NOx被NH3、HCN和CO等还原基还原为N2；另外

11、，采用循环流化床锅炉也是控制氮氧化物排放的先进技术，循环流化床炉膛的燃烧温度低，只有8509500C，在此温度下产生的热力型NOx极少，加上分级燃烧，可有效的抑制燃烧型氮氧化物的生成。因此，控制NO是大气污染控制的一项重要任务。可以相信低温火焰中形成的NO多数为瞬时NO。在燃烧的第一阶段，来自燃料的含碳自由基与氮气分子发生如下反应：3、烟气冷却对NO和NO2平衡得影响大气污染控制工程第七章NH2和NH能够与氧反应生成NOH2O，或者它们与NO反应生成N2和H2O。随着SCR系统运行时间的增加，催化剂活性逐渐丧失，烟气中残留的氨或者“氨泄漏”也将增加。而在富燃混合气中NO浓度减少的比较快；工业运

12、行表明，SNCR工艺的NO还原率较低，通常在3060的范围内。（2）燃尽风量要适当。挥发分和含氮组分的大部分在一次火焰区析出，但因处于缺氧、高CO和高CH浓度区，限制了含氮组分向NOx的转化。2NaOH+2NO+1.（3）燃尽风应有足够高的流速，以便能与烟气充分混合。压力损失和催化转化器空间气速的选择是SCR系统设计的关键。在未处理的烟气中，与SO2相比，可能只有SO2浓度的1/3-1/5。Kp=(pNO2)/(pNO)(pO2)0.SCR过程是以氨作还原剂，通常在空气预热器的上游注入含NOx的烟气。对固态排渣锅炉而言，大约80的NO是由燃料氮生成的，这种方法就非常有限。简单易行，方便，但NO

13、的降低幅度有限。通常空气总需要量的8595与燃料一起供到燃烧器，因为富燃料条件下的不完全燃烧，使第一段燃烧的烟气温度较低，此时氧量不足，NOx生成量很小；第三类，在低温火焰中由于含碳自由基的存在还会生成NO，通常称为瞬时NO(prompt NO)。大部分燃烧过程排出的尾气中大约90%-95%的NOx仍然以NO形式存在，并排放到大气环境中。常用吸附剂为活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等。目前有多种类型的低NOx燃烧器广泛用于电站锅炉和大型工业锅炉。4NH33O24N26H2O不仅可以降低NOx排放，而且减少了锅炉排烟热损失，可提高锅炉热效率。活性炭具有吸附速率快和吸附容量大的特点，但活性炭的再生是个大问题。2NO2Na2CO3NaNO3NaNO2CO2另外，采用循环流化床锅炉也是控制氮氧化物排放的先进技术，循环流化床炉膛的燃烧温度低，只有8509500C，在此温度下产生的热力型NOx极少，加上分级燃烧，可有效的抑制燃烧型氮氧化物的生成。燃料在接近理论空气量下燃烧；为了降低NOx的排放量，锅炉应在炉内空气量较低的工况下运行。与氨有关的潜在氧化反应包括：（3）燃尽风应有足够高的流速，以便能与烟气充分混合。燃料中氮的形态多为以CN键存在的有机化合物，从理论上讲，N2分子中氮氮键能比有机化合物中C-N的键能大得多，因此氧倾向于首先破坏C-N键。