第9章 固定源氮氧化物污染控制ppt课件.ppt

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1、第九章固定源氮氧化物污染控制第一节氮氧化物的性质及来源第二节燃烧过程中氮氧化物的形成机理第三节低氮氧化物燃烧技术第四节烟气脱硝技术一、NOxNOx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（nitrogenoxides）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）。NO毒性不太大，但在大气中可被缓慢氧化为NO2。NO2的毒性约为NO的5倍。当NO2参与大气中的光化学反应生成光化学烟雾后，其毒性更强。第一节氮氧化物的性质及来源第一节氮氧化物的性质及来源二、NOx的性质N2O：单个分子的温室效应为CO2的2

2、00倍，并参与臭氧层的破坏NO：大气中NO2的前体物，形成光化学烟雾的活跃组分NO2：强烈的刺激性三、NOx的来源1.固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a）；2.人类活动（5×107t/a），多集中在城市，工业区等人口稠密地区。燃料高温燃烧占90％。燃料燃烧排放的NOx，95％以上是NO，其余主要为NO2。第二节燃烧过程中NOx的形成机理在氮氧化物中，NO占90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：1.燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx2.热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx3.瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO第二节燃烧过程中NOx的

3、形成机理一.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第二节燃烧过程中NOx的形成机理1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系第二节燃烧过程中NOx的形成机理一.热力型NOx形成的热力学平衡常数和平衡浓度第二节燃烧过程中NOx的形成机理一.热力型NOx形成的热力学平衡常数和平衡浓度第二节燃烧过程中NOx的形成机理一.热力型NOx形成的热力学2.NO与NO2之间的转化第二节燃烧过程中NOx的形成机理一.热力型NOx形成的热力学2.NO与NO2之间的转化第二节燃烧过

4、程中NOx的形成机理一.热力型NOx的形成的热力学室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2常规燃烧温度（>1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小第二节燃烧过程中NOx的形成机理一.热力型NOx形成的热力学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90％～95％的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制NO/NOxRatioboilervehiclesnaturegas0.9～1.0internalcomb.en

5、gine0.99～1.0coal0.95～1.06#fueloil0.96～1.0dieselengine0.77～1.0第二节燃烧过程中NOx的形成机理随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T<1500oC时,NO的生成量很少,而当T>1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大6-7倍。二.热力型NOx形成的动力学—泽里多维奇模型第二节燃烧过程中NOx的形成机理二.热力型NOx形成的动力学—捷里多维奇模型燃烧时，空气中的氮在高温下氧化产生氮氧化物，其生成机理可用捷里多维奇反应式表示：Y=[NO]/[NO]e[NO]e—平衡时NO的浓度；M—与压力P和温度T有关的参数

6、；t—反应时间；C—与N2/O2比及反应过程有关的参数。第二节燃烧过程中NOx的形成机理各种温度下形成NO的浓度－时间分布曲线二.热力型NOx形成的动力学—捷里多维奇模型第二节燃烧过程中NOx的形成机理二.热力型NOx形成的动力学—捷里多维奇模型在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2／O2＝40：1)三.瞬时NO的形成在燃烧的第一阶段，燃料中的含碳自由基与氮气分子发生反应：CH+N2HCN+NN+O2→NO+O部分HCN与O2发生反应生成NO，一部分与NO反应生成N2。通常将在这种机理下形成的NO称为瞬时NO。在低温火焰中生成NO的量明显高于泽利多维奇模型预测的量。第二节燃烧过程中

7、NOx的形成机理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600－800oC时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。在生成燃料型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。在火焰中燃料氮转化为NO的比例依赖于火焰区内NO/O2之比。四.燃料型NOx的形成第二节燃烧过程中NOx的形成机理NOx的形成第二节燃烧过程中NOx的形成机理控制N