2 燃烧与大气污染(2)

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1、第二章燃烧与大气污染(2)4.燃烧过程硫氧化物的形成与控制主要5.燃烧过程氮氧化物的形成与控制内6.颗粒污染物的形成与控制容7.其他污染物的形成第二章燃烧与大气污染了解硫氧化物的生成机理掌握SOx的生成控制措施（燃料脱硫、燃烧过程脱硫）了解氮氧化物的产生机理掌握低NOx的主要燃烧技术了解燃烧过程颗粒污染物的形成过程、控制手段理解不同条件对颗粒污染物生成的影响了解燃烧过程其他污染物（CO、Hg等）的生成过程2第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.1硫氧化物的生成可燃硫（元素硫、硫化物中的硫、有机硫）导致燃烧过程生成

2、SOx,主要为SO2无机硫（如：FeS）分解速度较慢2硫酸盐中的硫不参与燃烧反应单体硫的燃烧硫铁矿的燃烧3第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.1硫氧化物的生成有机硫化物的氧化燃料中的可燃硫在空气过剩系数大于1.0时，一般全部被氧化成SO，煤中的硫酸盐一般转入灰分24第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.2SO和SO之间的转化23燃烧炉内生成的SO约有0.5～2%氧化为SO，但SO的生成233并非SO与O直接反应的结果221）氧分子在高温状态下离解为氧原子，结合SO生成SO23SO生成速率为3空气过剩系数越大，温度越高（［O

3、］越大）反应时间越长，SO生成量越多32）锅炉壁管道的积灰和氧化膜对SO具有催化作用25第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.2SO和SO之间的转化23烟气中的水蒸气可能与SO结合生成HSO324转化率与温度密切相关200～250℃开始进行；温度越低，转化率越大；低于110℃时，反应基本完成；温度再降低时，硫酸蒸气凝结成硫酸液滴HSO浓度越高，酸露点越高24烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀（锅炉排烟不可太低）6第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.3燃烧前脱硫（1）煤炭的固态加工煤炭洗选（物理/化学/生物的方法

4、）我国以物理选煤为主。跳汰选煤占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%物理选煤脱除的硫以煤中的硫铁矿为主2003年，我国煤炭年产量约为15亿吨，入洗率为38.6%，全硫脱除率为45～55%7第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.3燃烧前脱硫（2）煤炭的转化煤的气化•采用空气、氧气、CO和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成2不同组分不同热值的煤气•移动床、流化床和气流床三种方法煤的液化•通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品•直接液化和间接液化8第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.3燃烧前脱硫（3）气体燃料脱

5、硫气体燃料（天然气、煤气）中的硫一般为HS和有机硫，有机硫一般2转化为HS并加以脱除2HS主要脱除技术包括：吸收法、液相催化氧化法、吸附法等2（4）液体燃料脱硫一般采用加氢脱硫或加氢裂解的方法，使碳硫键断裂，生成HS并分2离出来典型反应9第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.4流化床燃烧脱硫技术气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒呈流化状态流化床利于燃料的充分燃烧床层温度：850～950℃1启动预热空气燃烧器2煤斗3脱硫剂进料斗4过热器管束5对流管束和省煤器6旋风除尘器7水平管束10第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控

6、制4.4流化床燃烧脱硫技术流化床脱硫的化学过程脱硫剂：石灰石（CaCO）、白云石（CaCO•MgCO）333炉内化学反应CaSO的摩尔体积大于CaCO，因孔隙堵塞，CaO不可能完全转43化为CaSO4第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.4流化床燃烧脱硫技术流化床燃烧脱硫的影响因素（1）钙硫比脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数脱硫率（η）可用Ca/S（R）近似表达η=1exp(−−mR)（m－综合影响参数）12第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.4流化床燃烧脱硫技术流化床燃烧脱硫的影响因素（2）煅烧温度存在最佳脱硫温

7、度范围。温度过高，CaCO烧结作用严重3温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面13第四节燃烧过程硫氧化物的形成与控制4.4流化床燃烧脱硫技术流化床燃烧脱硫的影响因素（3）脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构颗粒孔隙结构应有适当孔径大小，既保证一定孔隙容积，又保证孔道不易堵塞（4）脱硫剂的种类白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大14第五节燃烧过程氮氧化物的形成与控制5.1氮氧化物的性质及来源NOx包括NO、NO、NO、NO、NO、NO22322425大气中NOx主要以NO、NO的形式存在2NOx的

8、性质NO：单个分子的温室效应为CO的200倍;破坏臭氧层22NO：大气中NO的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分2NO：强烈刺激性，源于NO的氧化，酸沉降215第五节燃烧过程氮氧化物的形成与控制5.1氮氧化物的性质及来源NOx的来源固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a）