中国地质大学(武汉)大气污染控制工程第09章 氮氧化物污染控制.ppt

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1、第九章氮氧化物污染控制1.氮氧化物的性质及来源2.燃烧过程中氮氧化物的形成机理3.低氮氧化物燃烧技术4.烟气脱硝技术第一节氮氧化物的性质及来源NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx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氮氧化物的性质及来源NOx的性质（续）NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx的来源固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a）人

2、类活动（5×107t/a）燃料燃烧占90％95％以NO形式，其余主要为NO2氮氧化物的来源太湖被长三角一些城市视作区域的“心脏”。太湖，我国第三大淡水湖，面积2400平方公里，流域面积36895平方公里，是上海和苏锡常、杭嘉湖地区最重要的水源——如果把太湖流域视为人体的话，无论从其地理位置、轮廓还是战略功能上看，太湖就是上海和苏锡常、杭嘉湖7城市的“心脏”，纵横交错的河网，就是维系该地区生存、发展的各类“血管”。碧波荡漾的太湖2007年入夏以来，太湖水位出现50年以来最低水位，加上天气连续高温少雨，太湖水

3、富营养化较重，诸多因素导致蓝藻提前一个多月爆发，形成自然灾害。5月30日，无锡市前宋巷小区居民家中的自来水伴有刺鼻异味纯净水成抢手货5月31日上午，无锡市民购买从上海调运来的纯净水无锡地区的饮用水水源水质也因此受到极大影响。从5月28日夜间起，无锡城区大部分地区的自来水突然“发臭”。氮氧化物的来源燃烧过程NOx的形成机理形成机理燃料型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NONOx的形成低NOx燃烧技术原理控制NOx形成的因

4、素空气－燃料比燃烧区温度及其分布后燃烧区的冷却程度燃烧器形状低NOx燃烧技术传统低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、碳黑产生量增加传统低NOx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倍传统低NOx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传统低NOx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，烟气温度低先进的低NOx燃烧技术原理：低空气过剩

5、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先进的低NOx燃烧技术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等先进的低NOx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的总量相对较大烟气脱硝技术大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害

6、人类生存的四大杀手；燃煤烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源；我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目，但烟气脱硝还未大规模开展；资料表明：如果不继续加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量及其在大气污染物中所占的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。烟气脱硝技术国家环保总局2004年经修改后发布的火电厂大气污染排放标准(GB13223—2004)对火电厂NOx的排放已做出限制规定明确提出新建火电站除满足现行排放标准外还须预留烟气脱除氮氧化

7、物装置的空间。相应的排污费征收标准管理办法从2004年7月1日起执行，每当量氮氧化物征收排污费0.6元(原来是不收)烟气脱硝技术废气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法选择性催化还原法（Selectivecatalyticreduction,SCR）选择性非催化还原法（Selectivenon-catalyticreduction,SNCR）SCR的发明权属于美国，日本率先于20世纪70年代实现商业化应用日本93%以上废气脱硝采用SCR，运行装置超过300套；德国20世纪80年代引进，并规定发

8、电量50MW以上的电厂都配备SCR；台湾有100套以上的SCR装置在运行；大庆石化、川化集团、北京燕山石化、福建漳州电厂也引进SCR装置烟气脱硝技术1.选择性催化还原法（SCR）在催化剂作用下，向温度为280℃～420℃的烟气中喷入氨，将NO还原成N2和H2O催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应由于该反应没有其他副产物产生，并且装置结构简单，因此适合处理大量烟气烟气脱硝技术1.选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技