大氣污染控制工程-第九章-氮氧化物污染控制

1、b1. 1. 氮氧化物的性質(zhì)及來(lái)源氮氧化物的性質(zhì)及來(lái)源b2. 2. 燃燒過(guò)程中氮氧化物的形成機(jī)理燃燒過(guò)程中氮氧化物的形成機(jī)理b3. 3. 低氮氧化物燃燒技術(shù)低氮氧化物燃燒技術(shù)b4. 4. 煙氣脫硝技術(shù)煙氣脫硝技術(shù)b了解了解NOxNOx的來(lái)源的來(lái)源 b掌握熱力型氮氧化物形成機(jī)理掌握熱力型氮氧化物形成機(jī)理 b理解低氮氧化物燃燒技術(shù)的原理和方法理解低氮氧化物燃燒技術(shù)的原理和方法 b了解各類煙氣脫硝技術(shù)的原理和特點(diǎn)了解各類煙氣脫硝技術(shù)的原理和特點(diǎn) N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在N2O：?jiǎn)蝹€(gè)分子的溫室效應(yīng)為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞N

2、O：大氣中NO2的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分NO2:強(qiáng)烈刺激性，來(lái)源于NO的氧化，酸沉降bNOxNOx的來(lái)源的來(lái)源固氮菌、雷電等自然過(guò)程（5108t/a）人類活動(dòng)（5107t/a）b形成機(jī)理形成機(jī)理燃料型燃料型NOxNOx熱力型熱力型NOxNOx瞬時(shí)瞬時(shí)NOxNOxb熱力型熱力型NOxNOx的形成的形成產(chǎn)生NO和NO2的兩個(gè)重要反應(yīng)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡受溫度和反應(yīng)物化學(xué)組成的影響平衡時(shí)NO濃度隨溫度升高迅速增加22222 11 22NONONOONO b平衡常數(shù)和平衡濃度平衡常數(shù)和平衡濃度b平衡常數(shù)和平衡濃度平衡常數(shù)和平衡濃度b上述數(shù)據(jù)說(shuō)明：上述數(shù)據(jù)說(shuō)明：室溫條件下，幾乎沒有NO和NO2

3、生成，并且所有的NO都轉(zhuǎn)化為NO2800K左右，NO與NO2生成量仍然很小，但NO生成量已經(jīng)超過(guò)NO2常規(guī)燃燒溫度（1500K，有可觀的NO生成，但NO2量仍然很?。゜煙氣冷卻過(guò)程煙氣冷卻過(guò)程中，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，中，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，NOxNOx應(yīng)主要以應(yīng)主要以NONO2 2的形的形式存在，但實(shí)際式存在，但實(shí)際90909595的的NOxNOx以以NONO的形式存在，主要原的形式存在，主要原因在于動(dòng)力學(xué)控制因在于動(dòng)力學(xué)控制 NO/NOx Ratio boilervehicles nature gas0.9-1.0 internal comb. engine 0.99-1.0 coal0.95-1.

4、0 6# fuel oil0.96-1.0 diesel engine0.77-1.0b碳?xì)浠衔锶紵龝r(shí)，分解成碳?xì)浠衔锶紵龝r(shí)，分解成CHCH、CHCH2 2和和C C2 2等基團(tuán)，與等基團(tuán)，與N N2 2發(fā)生如下反應(yīng)發(fā)生如下反應(yīng)222222CHNHCNNCHNHCNNHCNCN2222HCNOHCNH OCNOCONOCNOCONNHOHNH ONHONOHNOHNOHNONOOb 火焰中存在大量火焰中存在大量O O、OHOH基團(tuán)，與上述產(chǎn)物反應(yīng)基團(tuán)，與上述產(chǎn)物反應(yīng)b燃料中的燃料中的N N通常以原子狀態(tài)與通常以原子狀態(tài)與HCHC結(jié)合，結(jié)合，C CN N鍵的鍵能較鍵的鍵能較N NN N小，燃

5、燒時(shí)容易分解，經(jīng)氧化形成小，燃燒時(shí)容易分解，經(jīng)氧化形成NOxNOxb火焰中燃料氮轉(zhuǎn)化為火焰中燃料氮轉(zhuǎn)化為NONO的比例取決于火焰區(qū)的比例取決于火焰區(qū)NO/ONO/O2 2的比例的比例b燃料中燃料中20-8020-80的氮轉(zhuǎn)化為的氮轉(zhuǎn)化為NONOFuel NHCNN2NONHi(i=0-3)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslowb控制控制NOxNOx形成的因素形成的因素空氣燃料比燃燒區(qū)溫度及其分布后燃燒區(qū)的冷卻程度燃燒器形狀b傳統(tǒng)低傳統(tǒng)低NOxNOx燃燒技術(shù)燃燒技術(shù)1. 低氧燃燒b2. 2. 降低助燃空氣預(yù)熱溫度降低助燃空氣預(yù)熱溫度燃燒空氣

6、由27oC預(yù)熱到315oC，NO排放量增加3倍b3. 3. 煙氣循環(huán)燃燒煙氣循環(huán)燃燒降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度主要減少熱力型NOxb4. 4. 兩段燃燒技術(shù)兩段燃燒技術(shù)第一段：氧氣不足，煙氣溫度低，NOx生成量很小第二段：二次空氣，CO、HC完全燃燒，煙氣溫度低b原理：低空氣過(guò)剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)分段燃燒技術(shù)原理：低空氣過(guò)剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)分段燃燒技術(shù)1. 爐膛內(nèi)整體空氣分級(jí)的低NOx直流燃燒器b2. 2. 空氣分級(jí)的低空氣分級(jí)的低NOxNOx旋流燃燒器旋流燃燒器一次火焰區(qū)：富燃，N組分析出但難以轉(zhuǎn)化二次火焰區(qū)：燃盡CO、HC等b3. 3. 空氣空氣/ /燃料分級(jí)燃料分級(jí)的低的低NOxNOx燃燒器燃燒器空氣

7、和燃料均分級(jí)送入爐膛一次火焰區(qū)下游形成低氧還原區(qū)，還原已生成的NOxb脫硝技術(shù)的難點(diǎn)脫硝技術(shù)的難點(diǎn)處理煙氣體積大NOx濃度相當(dāng)?shù)蚇Ox的總量相對(duì)較大b1. 1. 選擇性催化還原法（選擇性催化還原法（SCRSCR）催化劑：貴金屬、堿性金屬氧化物還原反應(yīng)潛在氧化反應(yīng)322232222444686712NHNOONH ONHNOONH O322322245464326NHONOH ONHONH Ob1. 1. 選擇性催化還原法（選擇性催化還原法（SCRSCR）b1. 1. 選擇性催化還原法（選擇性催化還原法（SCRSCR）b2. 2. 選擇性非催化還原法（選擇性非催化還原法（SNCRSNCR）尿素和

8、氨基化合物作為還原劑，較高反應(yīng)溫度化學(xué)反應(yīng)同樣，需要控制溫度避免潛在氧化反應(yīng)發(fā)生3222222224656()20.522NHNONH OCO NHNOONCOH Ob2. 2. 選擇性非催化還原法（選擇性非催化還原法（SNCRSNCR）b3. 3. 吸收法吸收法堿液吸收堿液吸收23222222233222232222422222222,()NOMOHMNOMNOH ONONOMOHMNOH ONONa CONaNONaNOCONONONa CONaNOCOMKNaCaMgNHb3. 3. 吸收法（續(xù)）吸收法（續(xù)）強(qiáng)硫酸吸收2244222NONOH SONOHSOH Ob 4. 4. 吸附法吸附法吸附劑：活性炭、氧化錳、堿化的氧化亞鐵Nox和SO2聯(lián)合控制技術(shù)吸附劑：浸漬碳酸鈉的吸附劑：浸漬碳酸鈉的 -Al-Al2 2O O3 3b4. 4. 吸附法（續(xù)）吸附法（續(xù)）Nox和SO2聯(lián)合控制技術(shù)23232222232224222322223222220.5221.52220.52Na COAl O