简述现行脱硝技术.doc

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1、简述现行脱硝技术简述现行控制燃烧产生的NOx技术小国是世界上最人的煤炭生产和消费国，原煤占能源消费总量的比2003〜2005年均在68%以上，用于发电的煤炭约占煤炭总产量的50%。预计到2020年，电煤消耗总量将从现在的12亿t而有较人幅度的增长。屮国煤燃烧所释放的S02占全国总排放量的87%,NOx占67%,粉尘占60%,C02占71%,造成了严重的环境污染和生态破坏，所以常规煤燃烧设备的污染问题一玄是屮国坏境污染治理的重点。煤燃烧生成的污染物主要包括氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOx)、碳氧化物(C

2、0和C02)、碳氢化合物(CH)和粉尘。NOx进入大气后,在阳光作用下，易形成化学烟雾，危害人体的呼吸系统,N0还是破坏人气臭氧层和形成酸雨的前驱气体Z—，破坏生态环境。血对严峻的坏保形势,2003年我国颁布了新的《火电厂大气污染物排放标准》，国家允许的氮氧化物最高排放浓度(标准状态)为450mg/m3,并且自2004年7月开始征收氮氧化物排污费，标准为0.63元/公斤。降低NOX的排放主要从以下两个方面入手，一是采川低NOX燃烧技术，其主要方法是在锅炉燃烧过程屮采用-•些措施，如采用低NOX燃烧器，降低

3、炉腔温度，烟气再循环以控制烟气含氣量和温度等來减少燃烧过程屮NOX的生成；二是对U生成的NOX进行处理，使NOX降低以达到国家控制标准。本文主要介绍以下三种方法：低氮燃烧器(分级燃烧)，选择性催化还原法脱氮技术(SCR)和选择性非催化还原法脱氮技术(SNCR)o一.分级燃烧技术1.1NOx形成机制煤粉燃烧过程屮,NOx形成的途径主要有两条，一是在高温情况下空气中氮气(N2)被宵接氧化为NOx,即热力型NO;二是煤中的燃料氮在富氧气氛中被氧化为NOx,即燃料型N0xoZeldovich认为热力型NOx形成是

4、一个由氧原子引发的自由基链反应。0+N2—N0+N(1)N+02-*N0+0(2)(1)式控制整个反应的速度，且正比于氧原子的浓度。随着温度的上升，氧原子浓度增人,总的反应速度增大；由于总反应N2+02-2N0-Q(3)是吸热反应，所以升温有利于提高NO的转化率,同样降温会使热力型NOx的形成受到明显抑制。Hein认为燃料型NOx的形成与煤的热解产物和火焰屮氧的浓度有极人的关系。燃烧火焰屮氧气的浓度及分布对NOx的形成起着决定性作用。如果在主燃烧区延迟煤粉与氧气的混合，造成燃烧屮心缺氧，可使绝人部分气相氮

5、和部分焦炭氮转化为氮气。此外煤屮挥发分的成分，特别是述原性成分的含量对降低NOx的还原具有积极的意义。图1煤粉燃烧过程燃料氮的转化1.2分级燃烧脱硝的原理对于煤粉炉,燃烧温度一般不超过1500°C,热力型NOx的生成是很少的，即可忽略N2的氧化;燃料型NOx的快速形成主要集屮于燃料的着火阶段。此吋煤粉热解产生人暈挥发分，如果氧气充足，它们将迅速生成NO;如氧气不足，则N2的形成得到强化,NO的形成受到抑制。分级燃烧旨在通过改变送风方式，控制炉内空气的分布,使得煤着火阶段缺氧，即在燃烧器出口和燃烧屮心区域造

6、成适度的还原气氛，进而降低NO的生成。未燃烬的炭粒将在炉膛上部的燃烬区与燃烬空气混合并燃烧完全，其屮燃烬空气由主燃烧空气（二次空气）分流而來，并通过炉膛上部燃烬风喷口喷入燃烬区。分级燃烧的送风方式将炉膛内煤粉的燃烧区域人致分为三个部分:煤的着火与热解区，贫氧燃烧区（主燃烧区），燃烬区（富氧）。轴向空气分级把部分主燃烧空气仃5%〜20%）由主燃烧区分流到燃烬区，使得炉腔下部煤的热解区和主燃烧区的氧气浓度处于亚化学计量,炉膛上部燃烬区相对富氧。径向空气分级则是把部分主燃烧空气由切圆燃烧屮心偏向炉墙，以延缓煤粉

7、与空气的混合，抑制N0的形成;同时在炉墙附近形成氧化气氛，避免炉墙的高温还原性腐蚀。由于—•些低NOx燃烧技术和设备有•时会降低燃烧效率，造成不完全燃烧损失增加，设备规模随之增人，NOx的降低率也有限，所以□前低NOx燃烧技术和设备尚未达到全面实川的阶段。烟气脱氮是近期内NOx控制措施小最重要的方法。探求技术上先进、经济上合理的烟气脱氮技术是现阶段工作的重点。现阶段烟气脱硝技术主要是还原法和氧化法两类。还原法主耍是选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法(SNCR)2种；氧化法主要是光催化氧化法、电

8、子束法、管道喷射法等。二•选择性催化还原法脱氮技术(SCR)2.1还原原理：选择性催化还原脱氮法，这项技术是在20世纪70年代末和80年代初首先由日本发展起来的，其后迅速在欧洲和美国得以推广。其反应方程武如下：催化剂4N0+4NH3+02—4N2+6H2O催化剂6NO2+8NH3—7N2+12H2OSCR装置主要由两人主体组成：即氮氣化物脱除剂制备系统和反应器木体。通过向反应器内喷入反应剂7H3,将NOx还原为氮气。由于此还原