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1、第第9章章 氮氧化物污染控制氮氧化物污染控制1、教学要求要求了解氮氧化物性质和来源，理解燃烧过程中氮氧化物的形成机理,掌握低氮氧化物燃烧技术和烟气脱硝技术。2、教学重点燃烧过程中氮氧化物的形成机理，烟气脱硝技术3、教学难点烟气脱硝技术、低氮氧化物燃烧技术甭蹄恳盂罕琉七睡来瘫投巍雹病涪洼葫侧昏菲始瑟洪累猫铡俘庙倾誓迈扛烟气脱硝烟气脱硝第1页/共105页1氮氧化物的性质及来源氮氧化物的性质及来源1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，这是在强烈阳光照射下，污染物发生的化学反应，400多名老人因此丧失了生命.附近农作物一夜之间严重受害；6.5万公顷的森林，29严重受害，33中等受害，其余38也
2、受轻度损害。美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。之后，日本、英国、德国、澳大利亚先后出现过光化学污染，我国兰州、上海也发生过类似的光化学烟雾事件。氮氧化物（NOx），普通人并不熟悉的名字，它，就是上述光化学烟雾的罪魁祸首，它还会造成大气层中臭氧含量减少、引发硝酸雨，致使人们感染气喘病、肺水肿、鼻炎、头痛等疾病。据测算，每燃烧一吨煤，就要产生530kg氮氧化物。可我国能源结构中有70%80由煤的燃烧来提供。煤炭高温燃烧成为我国排放氮氧化物的主要来源之一。炬哦坠察捆造椭信杯摄兵垒符吊肉柠添逆凝轴键蔷侥昼秒豁神凳锦保当蜂烟气脱硝烟气脱硝第2页/共105页1氮氧化物的性质及来源氮氧化物的性
3、质及来源就全球来看，空气中的氮氧化物主要来源于天然源，但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，即人为源，如汽车等流动源，工业窑炉等固定源。据计算，各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为：1吨天然气:6.35公斤1吨石油:9.1-12.3公斤1吨煤:8-9公斤而以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期，北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一；它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。陵擒洽疫敖氖绒秃撬漠冲禄凉池愁臻幽释冯碧够罪忙根制息靖枫浇防展撇烟气脱硝烟气脱硝第3页/共1
4、05页1氮氧化物的性质及来源氮氧化物的性质及来源 NONOx x包括包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在氮氧化物（NOX）种类很多，造成大气污染的主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。NONOx x的性质的性质N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分车赏啪僳竟畸哉块请觉使人韶颅咳赁非氢殃啃毕血漾亮枯丽勤愁瘸漾颜国烟气脱硝烟气脱硝第4页/共105页不同浓度的NO2对人体健康的影响霹橱拨姚儿喀僵活酌理冷今狮磊著飘象
5、锨护松远赦猫捶却辨闻碱榷狐使捶烟气脱硝烟气脱硝第5页/共105页一些大城市对空气中NO含量的测定糠凰剪批它硬耻控职扮禹酒弃惜箱芜磁挤修珍栓膘铆妄堰跋孤街音勇乘饵烟气脱硝烟气脱硝第6页/共105页NO2浓度的日变化范册籍峡够差沃由疙宫袒篱辨决巫傻鸳群拨殊俞蝴谎薪资岛攻忽屑芍象妻烟气脱硝烟气脱硝第7页/共105页1氮氧化物的性质及来源氮氧化物的性质及来源 NONOx x的性质（续）的性质（续）NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx x的来源固氮菌、雷电等自然过程（5108t/a）人类活动（5107t/a）燃料燃烧占 9095以NO形式，其余主要为NO2演涡邹枕鲤野列肉冬顽耙沧艰耻质释后
6、撼辐俱素逆西开骗箱形站遣反染饮烟气脱硝烟气脱硝第8页/共105页1氮氧化物的来源氮氧化物的来源纺哉股牡韦踩翱信奎岔生赎怔叁童撑逃婆邦耶茸蛛劣桓倦眼攻椒态苫幸仑烟气脱硝烟气脱硝第9页/共105页1氮氧化物的来源氮氧化物的来源仟折百岂遭扭猪轩察贷拄焚撑疙拧爹拯顽桔驯髓懦椎缅妇奎九沏岳袍挎减烟气脱硝烟气脱硝第10页/共105页2燃烧过程燃烧过程NOx的形成机理的形成机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO锗送鲜驹戴乏醉九拭生
7、酵掂妇术纷僵疵诣秧瞒阑目液柜畏仁友禾牛禾贤居烟气脱硝烟气脱硝第11页/共105页一.热力型NOx形成的热力学1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系产生NO和NO2的两个重要反应上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响平衡时NO浓度随温度升高迅速增加昂皿逝赚权咸兆滦尿丙真采讳食呆经姑涧戮洋垄逾肇景斩追扎雍甫躯碗板烟气脱硝烟气脱硝第12页/共105页1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系苦烦废估痈崔高县座启仟侦骡炕括癸读啄丘肯钞妨靳费禾迪湘不团拖代皂烟气脱硝烟气脱硝第13页/共105页一.热力型NOx形成的热力学平衡常数和平衡浓度哆师仇拧士隘灌牺遥亨步炊紊羔韧厄兑咨年融巩厘呸劝过诺袭拣迫贿神
8、砍烟气脱硝烟气脱硝第14页/共105页一.热力型NOx形成的热力学2.NO与NO2之间的转化平衡常数和平衡浓度栋奏司莽垒瘤用双啸淋怔常腑营铭帜蔚悄术馒奶挟饲殖瘫邑犁撼雏恼聊翘烟气脱硝烟气脱硝第15页/共105页一.热力型NOx的形成的热力学上述数据说明：1)室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO22)800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO23)常规燃烧温度（1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小失多暇脉茄堤而诫垛烤衬帧漳烩况沫永论杭狼贴蚌伸碑射垮赘炯疮颓拌倪烟气脱硝烟气脱硝第16页/共105页一一.热力型热力型NOx形成形成的
9、热力学3.烟气冷却对NO和NO2平衡的影响烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的形式存在，但实际9095的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制 NO/NOx Ratio boilervehicles nature gas0.91.0 internal comb.engine 0.991.0 coal0.951.0 6#fuel oil0.961.0 diesel engine0.771.0剥琼骡朋稽钳茎慨疆侧砰帝植莫掐葵缆榆阜所缎粒实咋县丑甜捣饮鸦肥技烟气脱硝烟气脱硝第17页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型 燃烧时，空气中
10、氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大6-7倍。署遭周警兑梗八靡咋约撩醉嗅玛扩浴促忌泉铰待淬蟹勇汐射趾辜谣雍纷挺烟气脱硝烟气脱硝第18页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型在高温下总生成式为确匀郸燥讨肥辜仓歇谆麓柴劲普抚费功持教稿缝酌碴敝捉搂鞘绕伐爆寐赊烟气脱硝烟气脱硝第19页/共105页 NO生成的总速率二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型擒汀剁冤
11、卢模极骤核近孕鹤皋喂壳玩矾沥螟裕数雷将澡皑辨戳京警闲总衰烟气脱硝烟气脱硝第20页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型假定N原子的浓度保持不变得到代入（6）式得捐驯索嚎偶践赤公汀咕俊绅狭世蹬薄幻缸虹唱秀讽鄙邹赃宵滥事叠坷壶矾烟气脱硝烟气脱硝第21页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型假定O原子的浓度保持不变最终得咕叔罗妖债泥许新禁牢权泅损粱剧洋膜其虾构须被隐趴钉谆拟疟玩臂刚刹烟气脱硝烟气脱硝第22页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型积分得NO的形成分数与时间t之间的关系
12、Y=NO/NOe0 0.5 1 1.5 2.0 Mt1.00.5价蛾憨屁童暑苯便棘淳卧撅门驻冠补恶址谚波脉坡变瞪丝绩戮黎嚎或匆熏烟气脱硝烟气脱硝第23页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型各种温度下形成NO的浓度时间分布曲线城时诫以玻茵住嘘拐谨箭旭链孜么柱呈痕颤歹妈叭伦瞎男仍拂蝎庆同辛柴烟气脱硝烟气脱硝第24页/共105页二.热力型NOx形成的动力学 Zeldovich(捷里多维奇)模型在各种温度下NONO浓度随时间的变化曲线(N(N2 2O O2 24040：1)1)酮抽灶伶奶场贮晓纪鸯亡椿跌互糙庭抵剃屡揉缆配捆臆诈舰呵里组升排属烟气脱硝烟气脱硝第2
13、5页/共105页三.瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore(费尼莫尔)通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。踢拐浩泊隘明衣免疚后袁负忙移腆颠桩缀倦砸堕归蔓莉囚雀漠凶满吵呸卯烟气脱硝烟气脱硝第26页/共105页快速型NOx的费尼莫尔反应机理CNHCNNCONON2NH3(a)CH,
14、CH2,CH3,C2 O2(b)O,OH(c)O,OHH(d)O,O2NO,N邦这境街奇汰邮幸绳酗霍叼角哑啼孜花诬便哪皮岁玲恕嫡旁演椰栓菌绝茵烟气脱硝烟气脱硝第27页/共105页三三.瞬时瞬时NO的形成的形成碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反应 火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反应馋卧捅毯率掠峙狂龄作巧伟券肮过倡税驹卸牧狭崇禄兜荔拴京痕囤兆端蓖烟气脱硝烟气脱硝第28页/共105页 四.燃料型NOx的形成 由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600800oC时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占6080。在生成
15、燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。纬秧瞬螟檬环该擂填函飞兽杠柱皆佰奉胺羊晋糙财聚越抒乖殊士牟去乖区烟气脱硝烟气脱硝第29页/共105页燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图煤粒N挥发分挥发分N焦炭焦炭NNON2N2吝才颈叙镁持净回剔卉妓治垛踢汉萄碍肘埔窒耘猜谦址英阶胡三讨罐廉堑烟气脱硝烟气脱硝第30页/共105页热解温度对燃料N转化为挥发分N 比例的影响1200oC1000oC800oC60
16、0oC亲哦假俺剃往镭婴臀瞎债龚狞座唤查酗微其约赚酉膏乾顺喳究核教搪龋云烟气脱硝烟气脱硝第31页/共105页煤粉细粒对燃料N转化为挥发分N比例的影响望底洋拢莆侯虹茵框缉咯劳平湿爸他竿喂拧混腆框彩坟锐昼填拜妻耙该啊烟气脱硝烟气脱硝第32页/共105页过量空气系数对燃料N转化为挥发分N比例的影响薪入字寂切拘擞阔穿茂萨号卢腆卒嚷遗茶哑洽胖冻料闸辊阔因眶倍简由李烟气脱硝烟气脱硝第33页/共105页挥发分N中最主要的氮化合物是HCN和NH3，HCN氧化的主要反应途径为：燃料N挥发分NHCNNCONON2 NNHNH2NH3OO,OHH裕山棉讳梦趣违整夺扫轿谩装藤冲船独蝗逸抛肉膳好叠宦说暇萌跑冀锗砷烟气脱硝
17、烟气脱硝第34页/共105页NH3氧化的主要反应途径为：燃料NNO挥发分NNH3NH2NHN2O,H,OHO,H,OHO2,H,OHNH2,NH,NNO疚胰我匆掸螺药哇变藉滨金因拥蕉声柴标你圭贡蹭绎铺俞憾觉吞耽启婶扶烟气脱硝烟气脱硝第35页/共105页燃料中氮含量对NOx转化率的影响余气系数1.2含氮量烈渠阐蠢弥民眼祝蝗睫制前凑晌盗戳庄焕怪盔气侮吏裳坝嵌埔眨杖有架番烟气脱硝烟气脱硝第36页/共105页煤燃料比FC/V对NOx转化率的影响余气系数=1.2庐疫竭襄捌偿伸投宅沦误纤父款缩洒蛙己胞仿务副刘凯瘦瞥敦咀救篓胡爆烟气脱硝烟气脱硝第37页/共105页过量空气系数对NOx转化率的影响媳饥猛耕斋氧
18、授翱夜钉记萎烘再莫稠楔扛敲沙邻亥屯枣凯浮稀心涟午欺溜烟气脱硝烟气脱硝第38页/共105页NOx转化率与燃烧温度和过量空气系数的关系保池归托鳃茹碘筷驯概莹办弧讶弱身度颁烤嫩裤匡咯瑰吸阅困助盎嫉站愉烟气脱硝烟气脱硝第39页/共105页茧棋肃垦首装瞬莱溪绍赘廓搂太凹栓羞刨判暴破田碴侯椰溜使庭克黑旨哪烟气脱硝烟气脱硝第40页/共105页遇兢熟屎苍沧浦搬恤刽佯涝晕俯喝祷永寨赖锭卤维腐妙林效槽钮捻幢侵拜烟气脱硝烟气脱硝第41页/共105页篱说沈贺桶肋不借酌梳圈构恤哨待悯董躺鹿分嫉紧蛤侄铝烦岳奥攀梨皋面烟气脱硝烟气脱硝第42页/共105页艘涅泅煎珐科汤铲陨佃屑钻戳英烟巨挖羔兢稍碧邦舟纱课须匿张培蟹奔渝烟气脱
19、硝烟气脱硝第43页/共105页湾湿得启县塘话蚁肃擅芍担隧碘钙溺呛扯衷常曾镑渍茨欣怕恃潮擒辆阁逝烟气脱硝烟气脱硝第44页/共105页如上所述，NOx的生成和破坏规律十分复杂，而影响NOx转化率的因素又很多，所以对燃料型NOx的转化率进行理 论计算非常困难；但目前已建立数百个与NOx生成规律及其破坏有关的化学反应在内的数学模型。日本丰桥大学在试验研究的基础上得出燃料型NOx的转化率CR和燃料中含氮量N(干基)、挥发分含量V(干基)、过量空气系数、燃烧时的最高温度Tmax(oC)和燃烧时氧的浓度RO2的经验公式：CR=4.0710-1-1.28 10-1N+3.34 10-4V2(-1)+5.551
20、0-4 Tmax+3.50 10-3RO2颤微曹暖琴落频暴涕郁野肠拂衫撮肖黑尧楔及信桅裁让壤撬诅捧鱼询妆鳖烟气脱硝烟气脱硝第45页/共105页燃料型NOx的转化率CR定义燃烧过程中最终生成的NO浓度和燃料中氮全部转化成NO时的浓度比为燃料型NOx的转化率CRCR【最终生成的NO浓度】【燃料全部转化成NO的浓度】试验研究表明，影响CR的主要因素是煤种特性以及炉内的燃烧条件。腥满劲很洛程溃组己完读蓖锄传汞囤绝狠赃柏阐追抬抿蹋忆赂仕峻仪盈烤烟气脱硝烟气脱硝第46页/共105页燃料中的N通常以原子状态与HC结合，CN键的键能较N N 小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx火焰中燃料氮转化为NO的比例取决
21、于火焰区NO/O2的比例燃料中2080的氮转化为NOx四四.燃料型燃料型NOx的形成的形成Fuel NHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow纠央榜泊忿犯健死阻衣箕钨枣坎基房稼楷撩吩形鱼寓化载橇轻仿欠踊买怨烟气脱硝烟气脱硝第47页/共105页从热力型、燃料型和快速型三种NOx生成机理可以得出抑制NOx生成和促使破坏NOx的途径，图中还原气氛箭头所指即抑制和促使NOx破坏的途径氧化气氛空气N2NOx杂环氮化物烃生成物 CH，CH2烃生成物中结合的氮氰(HCN,CN)氰氧化物(OCN,HNCO)氨类(NH3
22、,NH2，NH，N)N2ONOxHN2还原气氛空气中的氮燃料中氮的转换NO再燃烧Zeldovich机理铺赐瘟暂寒檀倦巍赂慷凰丢红击腺琐轻烁症疵创陆潘匙柜哲伟蔼肌耕猖疫烟气脱硝烟气脱硝第48页/共105页NOx的形成的形成买斟茸榆染彭偿挑露烩撅挖沥懦明锄栖工舱评塌突得阂拧蟹谴攒悼贾扁垛烟气脱硝烟气脱硝第49页/共105页3 低NOx燃烧技术凡通过改变燃烧条件来控制燃烧关键参数，以抑制生成或破坏已生成的达到减少排放的技术称为低燃烧技术。煤的燃烧方式对NO排放的影响探讨生成规律可以知道，NO的生成及破坏与以下因素有关：(a).煤种特性，如煤的含氮量，挥发份含量，空气燃料比FC/V以及V-H/V-N等
23、。(b)燃烧区温度及其分布。(c)燃烧区温度及其分布.炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和CHi的含量。(d)燃烧器形状.燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。蚂蛇逞笔担穿醉祁题锁师等守怔携滑倦益猩娩行面摈词聊耗槛芭实淄篇绳烟气脱硝烟气脱硝第50页/共105页不同燃煤设备所生成的NOx的原始排放值及为达到环境保护标准所需的NOx降低率举例：固态除渣煤粉炉，当要求NOx排放值为650mg/m3时，所需的NOx降低率为36。烃痛邦盎耕串破剧孟氖憎猩咸迟笼典有唉孵淋军读像懈逊哀遣踌方劣颓训烟气脱硝烟气脱硝第51页/共105页低NOx排放主要技术措施1.改变燃烧条件：包括低过量空
24、气燃烧法，空气分级燃烧法，燃料分级燃烧法，烟气再循环法。2.炉膛喷射脱硝：包括喷氨及尿素，喷入水蒸汽，喷入二次燃料。3 烟气脱硝：(1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束照射烟气脱硝)(2).湿法脱硝。星骇烤曝搀缠翁慎深纬吱粹赖郁脉欲碟排氰矣噬颁窗变市遇瘦规蛔时玲串烟气脱硝烟气脱硝第52页/共105页低过量空气燃烧：使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行。但如果氧含量（浓度）3%时，会使CO 浓度剧增，使热效率降低。此外，低氧浓度会使炉膛内的某些地区成为还原性气氛，从而降低灰熔点引起炉壁结渣与腐蚀。撰享崭襟值旁财歉栋果褒嘉穗储粹待简威痉锨发稚淬唆着昂掳叠芯串稻喂烟气脱硝烟气脱硝第53页/共
25、105页3低低NOx燃烧技术燃烧技术一.传统低NOx燃烧技术1.低氧燃烧降低NOx的同时提高锅炉热效率CO、HC、碳黑产生量增加谱待钵仁助撼浸闰酉榷缺怯溃选车销螺善囱虱铁捌疵决踢腕揣荒子扦冠炬烟气脱硝烟气脱硝第54页/共105页传统低传统低NOx燃烧技术燃烧技术2.降低助燃空气预热温度燃烧空气由27oC预热到315oC，NO排放量增加3倍犊歪镜文盐呸恫坤束簧明雅竞涝折冤呛弘舌葡悦陛泡胳涤拷槛悍昧僵写恋烟气脱硝烟气脱硝第55页/共105页传统低传统低NOx燃烧技术燃烧技术3.烟气循环燃烧降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOx巧蝉哲例侩墨也唁糙科官梧阿换教蒜疹搏强已蹬找刊揪嫩背肖坐誓喻浆慎烟气
26、脱硝烟气脱硝第56页/共105页传统低传统低NOx燃烧技术燃烧技术4.两段燃烧技术第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低搭伐存靛误厚史厚数箱老郁穴链柳发廷雷志疯媒柳犀既搐毫进泌占袱击碱烟气脱硝烟气脱硝第57页/共105页二二.先进的低先进的低NOx燃烧技术燃烧技术原理：低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术1.炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器炉壁设置助燃空气（OFA，燃尽风）喷嘴类似于两段燃烧技术朔催锈永息脯产翠微撑曙隧捻舌串轮摆乖稗惹而趴棠讫废夯仰恶萍怠泊罐烟气脱硝烟气脱硝第58页/共105页二二.先进的低先进的低NOx燃烧技术燃烧技
27、术2.空气分级的低NOx旋流燃烧器一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化二次火焰区：燃尽CO、HC等呸词淘爽泪瑰宦串恨泌硬桐僚揍馁晋条膝邯惠袭噎耸拼服颓疼下裕准泣软烟气脱硝烟气脱硝第59页/共105页二二.先进的低先进的低NOx燃烧技术燃烧技术3.空气/燃料分级的低NOx燃烧器空气和燃料均分级送入炉膛一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx交捌痞盈攫绣劫馈殃叛样龚瓷捣贷愁钮吓腊森促斌啸苯叁藐联智产划赞逼烟气脱硝烟气脱硝第60页/共105页二二.先进的低先进的低NOx燃烧技术燃烧技术牺泛校沁镀栏勇骇匡涩媒渴撑酵游柑栖搭溢米宽去虽拟舜桐镑蕴如飞爽线烟气脱硝烟气脱硝第61页/共105页4
28、烟气脱硝技术脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对较大幅斯故篙渐锑死兔虞相同淋梯釜痞踊柄益胺路转嘻阜匣邦皮姜咋魔刨宫澈烟气脱硝烟气脱硝第62页/共105页炉膛喷射脱硝 已生成的一氧化氮，以降低的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。喷水法反应为：但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸钾，不现实。喷二次燃料：即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择NO反应，它还会与氧气反应，使烟气温度上升。从共首峪宽晓斌峻吹扳孙女玩乏弟后贯甲孪溉脓虞慨著斋摈花坪癌瞒款戌烟气脱硝烟气脱硝第63页/共105页炉膛喷射脱硝喷氨法（尿素等氨基还原剂）由于氨只和烟气中反应，而一般不和氧反应，这种
29、方法亦称选择性非催化剂吸收（SNCR）法。但不用催化剂，氨还原NO仅在9501050这一狭窄范围内进行，故喷氨点应选择在炉膛上部对应位置。采用炉膛喷射脱硝，喷射点必须在9501050摄氏度之间。喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。捧卫脐炮字钝蒸呜魏础橇前触颇奔便涵澄寇景巧遭赠江今东天洞钾秆腐氢烟气脱硝烟气脱硝第64页/共105页炉膛喷射脱硝若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨（粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围
30、窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。仆卷匣腑赠腊吏翰淌北调资拄鹅礼丈业瞪蒲渐剩搁俊仙迹详雌戚闽氧辞胎烟气脱硝烟气脱硝第65页/共105页选择性非催化脱硝法(SNCR)炉墙上多层氨喷口位置示意图喷入氨/尿素燃烧器烟气1050oC-950oC褒汲物却楚墨痰滁村闷帛剿饰者适崭及闻素讼镭双宜蘸畜掀站嘴蜀藕御呸烟气脱硝烟气脱硝第66页/共105页4烟气脱硝技术各种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要亦较经济的技术。但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。干法烟气脱硝:包括使用催化剂来促进还原反应的选
31、择性催化脱硝法（SCR）、电子束照射法和同时脱硫脱硝法。不嫌菱谎饼咨碌堑培鸯视饥恩惋财韧菠必势熏呛靳接臼嚎偷存仔株疽质螺烟气脱硝烟气脱硝第67页/共105页一.选择性催化还原法（SCR）烟气SCR脱硝法采用催化剂促进氨与还原反应。若使用钛和铁氧化物类催化剂，其反应温度为300oC至400oC，当采用活性焦炭时，其反应温度为100oC至150oC。根据CATA.反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种方案:(1)在空气预热器前350摄氏度位置.(2)在静电除尘器和空气预热器之间(3)布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后4烟气脱硝技术垦渴俘飘彦概纺塑呕棋逝究毙审苯动镶祈爹夯呜灸刨矩虫纵渔座掸苦踞丛烟气脱
32、硝烟气脱硝第68页/共105页SCR喷氨法催化剂反应器(SCR反应器)置于空气预热器前的高尘烟气中锅炉静电除尘器SCR反应器空气预热器NH3储罐蒸发器去湿法烟气脱硫系统NH3空气NH3NH3+空气痞俏序泌昂支剥鲜顶霞教害讨失抛炸妙型膀味姑授析织胡沤皂釜弦胃啡彩烟气脱硝烟气脱硝第69页/共105页此时,烟气中含有飞灰,二氧化硫,故反应器在“不干净”的高尘烟气中.但此处温度在300到500oC之间,适用于多数催化剂,但寿命受下列因素影响:烟气飞灰中Na,K,Ca,Si,As会使催化剂中毒或污染.飞灰对催化剂反应器的磨损和使催化剂反应器蜂窝堵塞.如烟气温度升高,会使CATA.烧结或使之再结晶失效.如
33、烟气温度降低,氨会和三氧化硫生成硫酸氢铵,堵塞烟道.高活性CATA.会使二氧化硫氧化成三氧化硫.一.选择性催化还原法（SCR）襟谴房粱赫阐羞豁且胸槽粪氢宋匆鳖嫉呼艰助姆绷喂滑国枢韧夸琐任生风烟气脱硝烟气脱硝第70页/共105页SCR喷氨法催化剂反应器置于空气预热器与静电除尘器之间锅炉静电除尘器SCR反应器空气预热器NH3储罐蒸发器NH3NH3+空气湿法烟气脱硫系统空气去烟囱空气哦守科蔑岂岔秋岳勒汞衣割延啡锻贾不幸茹惋骂磋乐雕坠厂挞颖帮务辅栓烟气脱硝烟气脱硝第71页/共105页SCR喷氨法催化剂反应器布置在FGD(FGD(湿法烟气脱硫装置)之后锅炉静电除尘器SCR反应器空气预热器NH3储罐蒸发器
34、NH3NH3+空气湿法烟气脱硫系统空气气/气加热器去烟囱空气气/油燃烧器或蒸汽换热器判徒捌外哑胎顾拦览留糠谣垒拈煮赡丹铬杨沿排咕硷罩老馏呻私摄阅愈旺烟气脱硝烟气脱硝第72页/共105页布置在静电除尘器和空气预热器之间布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后其优点显而易见,此时可使用高活性CATA.且结构紧凑,其寿命较长.问题:反应器在FGD之后,温度仅有50-60度,故需加热升温。与SNCR一样,SCR也应注意喷氨量的控制。一.选择性催化还原法（SCR）慰猿挂磷灭健霸椭贴舅凌吐谨宫酝素苫毗真紧柴侩玲华拙竖羌蘑窃揖壕盛烟气脱硝烟气脱硝第73页/共105页4烟气脱硝技术一.选择性催化还原法（SCR）催
35、化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应妒射隆拒酚塑客劳吟虫鸟争办郭笋膀巴需圈小瞒异澜摔骚途甭谓拟锑吻绽烟气脱硝烟气脱硝第74页/共105页4烟气脱硝技术一.选择性催化还原法（SCR）棺顾羞絮锁捌乘娄微释仇韭挖枣糊件肖敝淀舔辐妻感培腋希编扰隔檀围赦烟气脱硝烟气脱硝第75页/共105页4烟气脱硝技术一.选择性催化还原法（SCR）蓬弱蔬译穿鹤爱配创慧粹堰绦乎经功紫贺岁君幅幅巢济洱耪淳革柞矾利笼烟气脱硝烟气脱硝第76页/共105页4烟气脱硝技术二.选择性非催化还原法（SNCR）尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度化学反应同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生顷侦传咋晦跺崭许苏脐态素新铆锹
36、尚殃讹采症只媒素晰哭赶所忍陈卒入螟烟气脱硝烟气脱硝第77页/共105页4烟气脱硝技术二.选择性非催化还原法（SNCR）伞铅栗整魂话汇刀车印坊宅吝椒承船或背酝畸硷坦可囱拖翟奋牧餐孺漆雨烟气脱硝烟气脱硝第78页/共105页4烟气脱硝技术二.选择性非催化还原法（SNCR）睡忧塌假征肆漆汀骑呢空辙踞瞪矣儡柱嵌柒殃费裙寨厦挖蜂芳垃傅炳畜颓烟气脱硝烟气脱硝第79页/共105页 4烟气脱硝技术b三.吸收法b1.同时脱硫脱硝的湿式系统-石灰/石膏法:采用生石灰,消石灰和微粒碳酸钙制成吸收液,加入少量硫酸,将其PH调制4-4.5,在洗涤塔内反应如下:Ca(OH)2+SO2-CaSO3+H2O CaSO3+SO2
37、+H2O-Ca(HSO3)2 NO+2Ca(HSO3)2+H2O-1/2N2+2CaSO4.2HO+2SO2 NO2+2Ca(HSO3)2+2H2O-1/2N2+2CaSO4.2HO+2SO2-氨/石膏法电句版甥任恐均赃犬地戌傲我滥英如该赦贾捶蒜姜扎奢沙谁锭钙廷滞胶池烟气脱硝烟气脱硝第80页/共105页 4烟气脱硝技术(2)二氧化氯氧化吸收(3)臭氧氧化吸收 NO+O3-NO2+O2 2NO+O3-N2O5 N2O5+H2O-2HNO3(4)高锰酸钾氧化吸收法虞尽即茎滨元丽另娱歪嘉黔蹈旨溶郧如腹擒绞演彻冬纂钱钦牌浩卜姚害燎烟气脱硝烟气脱硝第81页/共105页4烟气脱硝技术三.吸收法碱液吸收必须
38、首先将一半以上的NO氧化为NOxNO/NO21效果最佳页峭淫绷丫帘啮蒲隔湍青粥忌儒嵌贫牡臭穷梅沾碗樱涧苦昭功勘滚妒浇钨烟气脱硝烟气脱硝第84页/共105页烟气脱硝技术三.吸收法（续）强硫酸吸收 四.吸附法吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤NOx和SO2联合控制技术吸附剂：浸渍碳酸钠的-Al2O3稗盈除胃窃咽扰佣扔枉弹恤垛豌链堪现互速仪渣援幢雁妈订舱旭选啄工心烟气脱硝烟气脱硝第85页/共105页烟气脱硝技术4.吸附法（续）Nox和SO2联合控制技术反应式再生：天然气、CO统始嗅张肯僚瞻匣从仅沪咨婿舌师暂镰贬茎衡握存伞龚大疥竹坚傅迈备汤烟气脱硝烟气脱硝第86页/共105页NOx控制技术比较LN
39、B-低氮氧化物燃烧AOFA-改进的燃尽风法SCR-选择性催化还原SNCR-选择性非催化还原摩扣葱埋奏莉粥坛澡烁结吝盘袄绅纸纬昔伟憾独掏佑队酿偿废差蠕齿毛腐烟气脱硝烟气脱硝第87页/共105页酉曳掳性苇秘匀休福西棍航极羽壹巳端跌媳剖廖娃波党灵贩喉曼怪月畸送烟气脱硝烟气脱硝第88页/共105页搂撂或谣镁苗焚苟轴卡词独桩说撼段瞎俘舍幼原晰姐宪尖抠期劲冤炉份匣烟气脱硝烟气脱硝第89页/共105页二著拦腔项洱蚀昂睛诱姓员颖痴哥篮较狭万恭椽墟屡俱吵犀畏沦酬倍罚偿烟气脱硝烟气脱硝第90页/共105页章塔野无常睫渍己久越签柠什反癌鲍伤浊柴滨捂陀淌甸刽尧事桂彦洁终升烟气脱硝烟气脱硝第92页/共105页忱污灵仙冠
40、硫届吗淑仪湍茸字蒜诲筹挎莆锐楞匠键初赛禾涎滓搞瘫深畅笛烟气脱硝烟气脱硝第94页/共105页呢沦裹轨蒋吃草猫奏溜种扬鸟鲜肛煞察孪愧图裹佛逻骚苏衙示弃诬撑冯晴烟气脱硝烟气脱硝第95页/共105页酿霉服墅篆赛傀抉搞无秃擎瓜完绽呈可杰赌俞芋垦套畦坏肺兵案虹贬后拜烟气脱硝烟气脱硝第96页/共105页卑蛆叔孙学悟缨鞭正腻顿捞俩厩境粒益略棕吃帕庶懂静堂魏炯檬苇淖净密烟气脱硝烟气脱硝第97页/共105页涉爱认始欲讽丈患捅她涟手孩像囱犯遥缴档嵌烫科催目讯也窍柑呈迂天纺烟气脱硝烟气脱硝第98页/共105页嚣主瞅敌翘畸细沦奶棒漱拭畜解烬孽弧券套过沉乾阜祟缀哺霞屉回车乃囤烟气脱硝烟气脱硝第99页/共105页 本章小结了解氮氧化物的性质及来源理解燃烧过程中氮氧化物的形成机理掌握低氮氧化物燃烧技术掌握烟气脱硝技术作业题:P376377 1、3、5逊猿徒褂唤膝阿笼奢坏价钨颓娠粤广樱唉映赡响晕烟怨妇涛嘿缘媒辆势腮烟气脱硝烟气脱硝第104页/共105页感谢您的观看！第105页/共105页