燃燒理論8燃燒污染物生成與控制

1、由于人類活動和自然過程，引起某種物質進入大氣中呈現(xiàn)出由于人類活動和自然過程，引起某種物質進入大氣中呈現(xiàn)出足夠濃度、達到足夠時間，因而危害了人體健康、舒適感和環(huán)境足夠濃度、達到足夠時間，因而危害了人體健康、舒適感和環(huán)境的，都叫做空氣污染。的，都叫做空氣污染。能引起空氣污染的物質，叫做空氣污染物。能引起空氣污染的物質，叫做空氣污染物。空氣污染物濃度的兩種方法表示方式：空氣污染物濃度的兩種方法表示方式：1、以氣體污染物占體積的百萬分之一，縮寫為、以氣體污染物占體積的百萬分之一，縮寫為ppm2、單位體積內空氣污染物的重量，、單位體積內空氣污染物的重量，g/m3，每立方米中多少微克，每立方米中多少微克，

2、ppmmg24.4510/133分子量在標準溫度（在標準溫度（25）和壓力）和壓力1atm時，兩者換算關系為：時，兩者換算關系為：成分清潔空氣污染空氣SO20.001-0.01ppm0.02-2ppmCO2310-330ppm350-370ppmCO1ppm5-200ppmNOx0.001-0.01ppm0.01-0.5ppmCmHn1ppm1-20ppm氧化劑0.02ppm0.2-0.4ppm顆粒物質10-20g/m370-700 g/m3清潔空氣與污染空氣載某些成分的含量：清潔空氣與污染空氣載某些成分的含量：1、按形成過程分類：、按形成過程分類：原始污染物：原始污染物：直接從污染源排放到大

3、氣中的有害物質，直接從污染源排放到大氣中的有害物質，常見的原始污染物有：常見的原始污染物有：SO2、CO、NOx及顆粒物及顆粒物次生污染物：次生污染物：進入大氣中原始污染物之間相互作用，或進入大氣中原始污染物之間相互作用，或它們與大氣中正常組分發(fā)生一系列化學或光化學反應而它們與大氣中正常組分發(fā)生一系列化學或光化學反應而后生成新的污染物，最常見的次生污染物有臭氧、醛類后生成新的污染物，最常見的次生污染物有臭氧、醛類（甲醛、乙醛和丙烯醛等），過氧乙酰硝酸酯（甲醛、乙醛和丙烯醛等），過氧乙酰硝酸酯（PAN）以及硫酸煙霧和硝酸煙霧。以及硫酸煙霧和硝酸煙霧。2、按存在狀態(tài)分類：、按存在狀態(tài)分類：顆粒狀污

4、染物：除了純水以外的任何一種以液態(tài)或固態(tài)顆粒狀污染物：除了純水以外的任何一種以液態(tài)或固態(tài)形式存在于大氣中的物質如塵、煙、霧形式存在于大氣中的物質如塵、煙、霧塵：塵：散布在氣體中的固體微粒（粒徑散布在氣體中的固體微粒（粒徑1-200m）煙：煙：較高濃度的過飽和蒸氣凝結形式的小顆粒（較高濃度的過飽和蒸氣凝結形式的小顆粒（0.01-1 m）霧：霧：水蒸氣凝結生成的懸浮小液滴水蒸氣凝結生成的懸浮小液滴煙霧：煙霧：具有煙、霧的二重性，即當煙霧同時形成時為煙霧具有煙、霧的二重性，即當煙霧同時形成時為煙霧硫酸煙霧：燃燒產(chǎn)生的硫酸煙霧：燃燒產(chǎn)生的SO2與與SO3遇水合成硫酸霧煙遇水合成硫酸霧煙硝酸煙霧：汽車排

5、放中硝酸煙霧：汽車排放中NOX及及HC遇水合成硝酸霧煙遇水合成硝酸霧煙2、按存在狀態(tài)分類：氣態(tài)污染物：以氣態(tài)污染物：以SO2為主的含硫化合物，以為主的含硫化合物，以NO和和NO2為主為主的含氮化合物，碳的氧化物，碳氫化合物及鹵素化合物等的含氮化合物，碳的氧化物，碳氫化合物及鹵素化合物等類別類別原始污染物原始污染物次生污染物次生污染物人為源人為源含硫化合物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4燃燒含硫燃料燃燒含硫燃料含氮化合物含氮化合物NO、NH3NO2、MNO3高溫燃燒高溫燃燒碳氫化合物碳氫化合物HC醛、酮、過氧乙酰、基醛、酮、過氧乙酰、基硝酸酯（硝酸酯（PAN）燃燒、精煉石油燃

6、燒、精煉石油碳的化合物碳的化合物CO、CO2無無燃燒燃燒鹵素化合物鹵素化合物HF、HCl無無冶金作業(yè)冶金作業(yè)燃料燃燒過程燃料燃燒過程工業(yè)生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)過程交通運輸過程交通運輸過程我國對煙塵、我國對煙塵、SOx、NOx和和CO四種污染物的統(tǒng)計分析表明：四種污染物的統(tǒng)計分析表明：燃燒料燃燒產(chǎn)生的空氣污染物約占燃燒料燃燒產(chǎn)生的空氣污染物約占70%，其中煤燃燒污染占，其中煤燃燒污染占95%工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的約占工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的約占20%，機動車產(chǎn)生約機動車產(chǎn)生約10%。1、空氣污染對大氣性質的影響、空氣污染對大氣性質的影響降低能見度降低能見度形成霧及降水形成霧及降水減少太陽輻射減少太陽輻射改變溫度和風的分

7、布改變溫度和風的分布2、空氣污染對原材料的影響、空氣污染對原材料的影響3、空氣污染對植物的影響、空氣污染對植物的影響酸性或堿性顆粒會腐蝕原材料（如油漆、石質、金屬）酸性或堿性顆粒會腐蝕原材料（如油漆、石質、金屬）臭氧極易損壞橡膠制品臭氧極易損壞橡膠制品破壞葉綠素，致使光合作用無法進行破壞葉綠素，致使光合作用無法進行4、空氣污染對人類健康的影響、空氣污染對人類健康的影響4、空氣污染對人類健康的影響、空氣污染對人類健康的影響我國于我國于1982年制定了第一個年制定了第一個大氣環(huán)境質量標準大氣環(huán)境質量標準（GB309582），規(guī)定大氣環(huán)境質量標準分為三級：），規(guī)定大氣環(huán)境質量標準分為三級：三級標準：

8、三級標準：為保護自然生態(tài)和人民健康，在長期接觸情況下，為保護自然生態(tài)和人民健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害性影響的空氣質量要求。不發(fā)生任何危害性影響的空氣質量要求。一級標準：一級標準：二級標準：二級標準：為保護人民健康以及城市、鄉(xiāng)村和動、植物在長期為保護人民健康以及城市、鄉(xiāng)村和動、植物在長期或短期接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質量要求?；蚨唐诮佑|情況下，不發(fā)生傷害的空氣質量要求。為保護人體不發(fā)生急性或慢性中毒以及城市一般動、為保護人體不發(fā)生急性或慢性中毒以及城市一般動、植物能正常生長的空氣質量要求。植物能正常生長的空氣質量要求。燃料燃燒時生成的煙塵，按其生成機理可分為氣相析出型、燃料燃燒時

9、生成的煙塵，按其生成機理可分為氣相析出型、剩余型煙塵和粉塵三種：剩余型煙塵和粉塵三種：（1）氣相析出型）氣相析出型氣相析出型的煙塵來源于氣體燃料、已蒸發(fā)的液體燃料氣和氣相析出型的煙塵來源于氣體燃料、已蒸發(fā)的液體燃料氣和固體燃料的揮發(fā)分氣體，在空氣不足的高溫條件下熱分解所生成固體燃料的揮發(fā)分氣體，在空氣不足的高溫條件下熱分解所生成的固體煙塵。粒徑很小，一般在的固體煙塵。粒徑很小，一般在0.02-0.05m范圍內。范圍內。火焰中含有這種炭黑后，輻射力增強，發(fā)出亮光，形成發(fā)光火焰中含有這種炭黑后，輻射力增強，發(fā)出亮光，形成發(fā)光焰，由于其粒子細，容易粘附于物體而難于清除。焰，由于其粒子細，容易粘附于物

10、體而難于清除。研究表明，氣相析出型煙塵是經(jīng)過一系列氫聚合反應面生成研究表明，氣相析出型煙塵是經(jīng)過一系列氫聚合反應面生成的。的。（1）氣相析出型）氣相析出型242HCCH2622426232HCHCHHCHC炭黑炭黑多環(huán)芳烴多環(huán)芳烴（炭黑）（炭黑）26642222242332HHCHCCHHHCHC甲烷在缺氧條件下進行熱分解：甲烷在缺氧條件下進行熱分解：乙烷的熱分解：乙烷的熱分解：一次反應：一次反應：二次反應：二次反應：500：9001100：（2）剩余型煙塵）剩余型煙塵液體燃料燃燒時剩余下來的固體顆粒，它是由重質油霧化液體燃料燃燒時剩余下來的固體顆粒，它是由重質油霧化滴在高溫下蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽的同

11、時，發(fā)生聚縮反應，一面激烈地滴在高溫下蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽的同時，發(fā)生聚縮反應，一面激烈地發(fā)泡，一面固化，從而生成絮狀空心微珠，通常稱之為油灰或發(fā)泡，一面固化，從而生成絮狀空心微珠，通常稱之為油灰或煙炱，油灰粒徑較大，約煙炱，油灰粒徑較大，約100-300m。積炭也是剩余型煙塵的一種，它是重質油滴附著在噴口、積炭也是剩余型煙塵的一種，它是重質油滴附著在噴口、爐壁上，并在爐內高溫加熱氣化而殘留下來的固體殘渣，它的爐壁上，并在爐內高溫加熱氣化而殘留下來的固體殘渣，它的顆粒較大，形狀不定。顆粒較大，形狀不定。（3）粉塵）粉塵粉塵是固體燃料燃燒時產(chǎn)生的飛灰，其主要成分是碳和粉塵是固體燃料燃燒時產(chǎn)生的飛灰，其主

12、要成分是碳和灰，固體燃料在燃燒之后，一部分變成爐渣，一部分以飛灰灰，固體燃料在燃燒之后，一部分變成爐渣，一部分以飛灰形式排入大氣中。以煤粉爐為例，有形式排入大氣中。以煤粉爐為例，有85-95%的灰分以飛灰排的灰分以飛灰排入大氣。入大氣。（1）燃料種類的影響）燃料種類的影響C/H越大，產(chǎn)生炭黑數(shù)量越多；越大，產(chǎn)生炭黑數(shù)量越多；碳原子數(shù)碳原子數(shù)越多就越容易產(chǎn)生炭黑；越多就越容易產(chǎn)生炭黑；液體燃料的液體燃料的殘?zhí)己繗執(zhí)己吭蕉?，產(chǎn)生碳黑就越大。越多，產(chǎn)生碳黑就越大。揮發(fā)分揮發(fā)分多的煤，其炭黑生成量要比揮發(fā)分少的煤多得多，多的煤，其炭黑生成量要比揮發(fā)分少的煤多得多，但煤燃燒時產(chǎn)生的煙塵主要以飛灰形式

13、出現(xiàn)。但煤燃燒時產(chǎn)生的煙塵主要以飛灰形式出現(xiàn)。對碳氫化合物燃料而言對碳氫化合物燃料而言（2）氧氣濃度和過?？諝庀禂?shù)的影響）氧氣濃度和過剩空氣系數(shù)的影響碳黑是在富燃缺氧條碳黑是在富燃缺氧條件下產(chǎn)生，因此如果碳氫件下產(chǎn)生，因此如果碳氫化合物燃燒與足夠的氧氣化合物燃燒與足夠的氧氣充分混合，能防止碳黑產(chǎn)充分混合，能防止碳黑產(chǎn)生，防止產(chǎn)生煙塵所需要生，防止產(chǎn)生煙塵所需要的氧氣量，隨著燃燒種類的氧氣量，隨著燃燒種類而異。而異。（3）燃料粒徑的影響）燃料粒徑的影響燃料粒徑大，其燃燼時間也長，因而在爐內有限的停留燃料粒徑大，其燃燼時間也長，因而在爐內有限的停留時間內燃料滴不易燃盡，使煙塵濃度急劇增加。而且燃料

14、滴時間內燃料滴不易燃盡，使煙塵濃度急劇增加。而且燃料滴粒徑大，所生成的空心微珠也大，當燃料滴碰到爐壁時，如粒徑大，所生成的空心微珠也大，當燃料滴碰到爐壁時，如果爐壁溫度低，則燃料滴焦化成炭塊，它們可能會脫落而隨果爐壁溫度低，則燃料滴焦化成炭塊，它們可能會脫落而隨煙塵排入大氣中，使煙塵濃度增加。煙塵排入大氣中，使煙塵濃度增加。（4）溫度與燃燒時間的影響）溫度與燃燒時間的影響爐內溫度越高，燃燒時間越長，產(chǎn)生煙塵越少。溫度越高，爐內溫度越高，燃燒時間越長，產(chǎn)生煙塵越少。溫度越高，燃燒時間越長，直徑小的炭黑、炭和飛灰可以燃燼。燃燒時間越長，直徑小的炭黑、炭和飛灰可以燃燼。（5）惰性氣體的影響）惰性氣體

15、的影響空氣加入惰性氣空氣加入惰性氣體時，碳黑濃度降低，體時，碳黑濃度降低，如加入如加入CO2效果較好。效果較好。1、改進燃燒方式及改善燃燒過程、改進燃燒方式及改善燃燒過程（1）供給足夠的空氣，而燃燒溫度又不能太低）供給足夠的空氣，而燃燒溫度又不能太低選用合適的燃燒空氣量十分重要，一般都采用過?？諝獗M選用合適的燃燒空氣量十分重要，一般都采用過?？諝獗M可能少的情況下進行燃燒。可能少的情況下進行燃燒。（2）燃料和空氣要在燃燒室內良好混合）燃料和空氣要在燃燒室內良好混合燃料與空氣的良好混合，是組織燃燒非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，燃料與空氣的良好混合，是組織燃燒非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，因此必須掌握好空氣流動、燃料噴

16、霧特性，使送風方式和燃料因此必須掌握好空氣流動、燃料噴霧特性，使送風方式和燃料的供給相搭配，燃料和空氣能充分地接觸和混合。的供給相搭配，燃料和空氣能充分地接觸和混合。1、改進燃燒方式及改善燃燒過程、改進燃燒方式及改善燃燒過程（3）提高燃燒室溫度）提高燃燒室溫度提高燃燒溫度對防止產(chǎn)生炭黑有顯著的效果。從炭黑反應提高燃燒溫度對防止產(chǎn)生炭黑有顯著的效果。從炭黑反應速度可知，溫度從速度可知，溫度從1200時燒掉炭黑需要時燒掉炭黑需要0.1S，則在，則在1600時時只需不到只需不到0.01S就可以了。因此，預熱空氣、保持爐膛溫度，就可以了。因此，預熱空氣、保持爐膛溫度，保證有足夠的燃燒時間與空間，都可以

17、減少炭黑的生成。保證有足夠的燃燒時間與空間，都可以減少炭黑的生成。2、加裝除塵裝置、加裝除塵裝置應根據(jù)塵粒的性質、煙氣的性質、除塵的工作特性以及其應根據(jù)塵粒的性質、煙氣的性質、除塵的工作特性以及其通用范圍來進行，在能滿足排煙標準的前提下，應盡量選用阻通用范圍來進行，在能滿足排煙標準的前提下，應盡量選用阻力小的除塵設備，以免安裝風機，節(jié)約費用。力小的除塵設備，以免安裝風機，節(jié)約費用。空氣中的硫氧化物主要來源于含硫燃料的燃燒。燃料中的空氣中的硫氧化物主要來源于含硫燃料的燃燒。燃料中的硫，除少量非燃燒性硫硫，除少量非燃燒性硫(510%)殘留在灰分中外，絕大部分都氧殘留在灰分中外，絕大部分都氧化成化成

18、SO2。不過即使空氣過量，也只有。不過即使空氣過量，也只有0.52%的的SO2轉化成轉化成SO3。煤炭中的可燃硫有兩種：煤炭中的可燃硫有兩種：有機硫：硫茂、硫醇和二硫化物有機硫：硫茂、硫醇和二硫化物無機硫：無機硫：FeS2有機硫構成煤分子的一部分，在煤中均勻分布，而無機硫有機硫構成煤分子的一部分，在煤中均勻分布，而無機硫顆粒尺寸較小，在煤中通常呈獨立相彌散分布。低硫煤中主要顆粒尺寸較小，在煤中通常呈獨立相彌散分布。低硫煤中主要是有機硫，約為無機硫的是有機硫，約為無機硫的8倍；高硫煤中主要是無機硫，約為有倍；高硫煤中主要是無機硫，約為有機硫的機硫的3倍。倍。煤受熱后分解時，煤中有機硫和無機硫同時

19、被揮發(fā)出來，結煤受熱后分解時，煤中有機硫和無機硫同時被揮發(fā)出來，結合松散的有機硫在低溫（合松散的有機硫在低溫（700K）下分解，結合緊密的有機硫在）下分解，結合緊密的有機硫在較高溫度（較高溫度（800K）下分解釋出，遇氧全部氧化成）下分解釋出，遇氧全部氧化成SO2，在還原，在還原性氣氛下，揮發(fā)分主要氣體性氣氛下，揮發(fā)分主要氣體H2S反應路線為：反應路線為：22SOSOHSSH無機硫的分解速度很慢，在還原性氣氛和溫度無機硫的分解速度很慢，在還原性氣氛和溫度800K以及足夠停以及足夠停留時間的條件下，無機硫將分解成留時間的條件下，無機硫將分解成FeS、S2和和H2S，其中，其中FeS必須在必須在更

20、高溫度（更高溫度（1700K）和更長時間下才能分解成）和更長時間下才能分解成Fe、S2等，并氧等，并氧化成化成SO2，在氧化氣氛下，在氧化氣氛下，F(xiàn)eS2直接生成直接生成SO2：232282114SOFeOOFeS（1）在火焰高溫區(qū)內：）在火焰高溫區(qū)內：322SOOSOOOO火焰溫度越高，氧原子濃度越大，則火焰溫度越高，氧原子濃度越大，則SO3生成量越大生成量越大2352444222342252222SOSOOVVOSOVOSOOVOSOSOOVSOOV（2）受熱面積上灰和氧化膜的催化作用）受熱面積上灰和氧化膜的催化作用SO3除了從除了從SO2與與O2直接反應生成外，還可由下列兩個途徑產(chǎn)生：直

21、接反應生成外，還可由下列兩個途徑產(chǎn)生：（1）燃料中含硫量越多，）燃料中含硫量越多，SO2和和SO3生成量也越多生成量也越多（2）過?？諝庀禂?shù)越大，）過?？諝庀禂?shù)越大，SO3生成量也越多生成量也越多（3）火焰區(qū)溫度高，氧分子離解成氧原子多，因而）火焰區(qū)溫度高，氧分子離解成氧原子多，因而SO3生成量也多生成量也多煤中含硫量與SO2的原始生成濃度及脫硫效率的關系 煤在氧化性氣氛中燃燒時，其可燃硫將氧化生成SO2。由于可燃硫占煤中含硫量的絕大部分，因此可以根據(jù)含硫量估算出煤燃燒中SO2的生成量。煤中的硫在燃燒后生成兩倍于煤中硫重量的SO2，因此煤中每煤中每1%1%的硫含量就的硫含量就會在會在煙氣中生成

22、約煙氣中生成約2000mg/Nm2000mg/Nm3 3的的SOSO2 2濃度濃度( (此時此時SOSO2 2的濃度系折算的濃度系折算到干燥基氧的體積濃度為到干燥基氧的體積濃度為6%6%時的濃度時的濃度) ) 。對于煤粉爐，煙氣中對于煤粉爐，煙氣中SO2排放系數(shù)排放系數(shù)K可用下式表示：可用下式表示： K=63+34.5(0.99)Aj式中：式中：K-煙氣中煙氣中SO2的排放系數(shù)，即在煤燃燒過程中不采取的排放系數(shù)，即在煤燃燒過程中不采取其它脫硫措施時排放出的其它脫硫措施時排放出的SO2濃度與原始總生成的濃度與原始總生成的SO2濃度濃度之比；之比； 如果考慮到煤灰的自身脫硫作用，即排放系數(shù)如果考慮

23、到煤灰的自身脫硫作用，即排放系數(shù)K，就可求，就可求得在得在a=1.40時排出的煙氣中的時排出的煙氣中的SO2濃度：濃度：Cso2=3678. 01023KSZS= 5 4 3 8 K Szs (m g /N m3) 煤的折算含硫量在不同的排放系數(shù)下與排煙中原始SO2生成濃度及要求的脫硫效率的關系如果環(huán)境保護標準規(guī)定的該種燃煤鍋爐的SO2允許排放濃度為 ，則為滿足環(huán)境保護要求所需達到的脫硫效率 計算式為： *2SOC2so 如圖表示出排放系數(shù)圖表示出排放系數(shù)K分別為分別為70%、80%、90%時和排放限額時和排放限額C*so分別分別為為400、600和和800mg/Nm3時時Szs和和Cso及及

24、SO2SO2的關系的關系。其中， 變化范圍區(qū)帶各自的低限值SO2SO2 都相應于K=70%時的數(shù)值，高限值 SO2SO2則相應于K=90%時的數(shù)值。s o2=222*CsoCCsoso 1 0 0 % 2so= f ( Sz s) 1、燃料脫硫、燃料脫硫（1）物理凈化法）物理凈化法通過煤的粉碎，使非化學鍵結合的不純物質與煤脫離，利通過煤的粉碎，使非化學鍵結合的不純物質與煤脫離，利用用FeS2的密度與煤密度的相差，用水洗除的密度與煤密度的相差，用水洗除FeS2，也可利用二者表，也可利用二者表面潤濕、磁性或導電性不同加以分離。此法不能除去有機硫面潤濕、磁性或導電性不同加以分離。此法不能除去有機硫（

25、2）化學凈化法）化學凈化法如用堿液浸煤后通過微波照射，使有機硫和黃鐵礦的化學如用堿液浸煤后通過微波照射，使有機硫和黃鐵礦的化學鍵被微波打斷，生成硫化氫，它與堿反應而被去除?？沙ユI被微波打斷，生成硫化氫，它與堿反應而被去除?？沙?0%的無機硫和的無機硫和70%有機硫。有機硫。（3）煤的氣化）煤的氣化將煤進行氣化，使煤中硫轉變成將煤進行氣化，使煤中硫轉變成H2S，然后再將其去除。，然后再將其去除。2、爐內固硫、爐內固硫噴鈣脫硫：先將脫硫劑破碎成一定粒度，然后送入爐膛，噴鈣脫硫：先將脫硫劑破碎成一定粒度，然后送入爐膛，在溫度在溫度800-1000范圍下脫硫劑受熱分解，把燃燒過程中產(chǎn)生的范圍下脫硫

26、劑受熱分解，把燃燒過程中產(chǎn)生的部分部分SO2固化：固化：2223)(COCaOOHCaCOCaOCaCO脫硫劑分解：脫硫劑分解：3242221CaSOSOCaOCaSOOSOCaO硫化反應：硫化反應：22421OSOCaOCaSO再生反應：再生反應：在還原性氣氛中在還原性氣氛中CaCO3和和CaO遇到遇到H H2S S時，會發(fā)生如下的反應：時，會發(fā)生如下的反應： OHCaSSHCaO222223COOHCaSSHCaCO如果如果CaS再遇到氧氣，則根據(jù)氧的濃度大小又會發(fā)生如下再遇到氧氣，則根據(jù)氧的濃度大小又會發(fā)生如下的氧化反應的氧化反應： 22211SOCaOOCaS422CaSOOCaS 向

27、爐內加入石灰石脫硫，對于不同燃燒方式的燃煤設備，其使用方法、使用條件及脫硫效果都是不相同的。石灰石脫石灰石脫硫的最佳燃燒方式是流化床燃燒，另外，在型煤加工過程中硫的最佳燃燒方式是流化床燃燒，另外，在型煤加工過程中加入脫硫劑的固硫型煤燃燒脫硫也可得到較好的脫硫效果。加入脫硫劑的固硫型煤燃燒脫硫也可得到較好的脫硫效果。（1）流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫就是在流化床內加入石灰石(或白云石) ,在燃燒過程中同時脫除煙氣中存在的SO2和SO3。 影響流化床脫硫效率的因素不僅有：燃燒溫度，流化床燃燒溫度，流化床壓力，壓力，Ca/S摩爾比和床截面氣流速度，還有脫硫劑種類、煤摩爾比和床截面氣流速度，還有脫硫劑

28、種類、煤種、脫硫劑顆粒度和煙氣中氧氣濃度種、脫硫劑顆粒度和煙氣中氧氣濃度等。 床溫對脫硫率的影響A、燃燒溫度燃燒溫度 由于脫硫反應是可逆反應，故而只只是在一定的溫度范圍內效果較好是在一定的溫度范圍內效果較好,如圖所示。B、流化床壓力與脫硫劑種類流化床壓力與脫硫劑種類 最常用的脫硫劑有石灰石和白云石。試驗表明，在常壓下在常壓下石灰石的脫硫效率高；在增壓下則是白云石的脫硫效率高，石灰石的脫硫效率高；在增壓下則是白云石的脫硫效率高，這主要是由固硫劑內部的主要成分決定的這主要是由固硫劑內部的主要成分決定的。 石灰石脫硫反應中其反應產(chǎn)物CaSO4首先在顆粒表面處形成。隨著CaSO4的增厚使顆粒表面孔隙大

29、大縮小，并可能被堵死，產(chǎn)生氣窒息現(xiàn)象從而使顆粒內部的CaO難以與SO2和O2分子接觸，大大降低了鈣的利用率。 為了提高鈣利用率，可將石灰石制成粉后再粘結成球型，為了提高鈣利用率，可將石灰石制成粉后再粘結成球型，或用水合過的水泥熟料，形成多孔脫硫劑或用水合過的水泥熟料，形成多孔脫硫劑。其特點是：孔容積小而粗大的孔很多，使鈣的利用率大幅度提高。 Ca/S摩爾比對脫硫率的影響試驗條件:床溫900,煙氣中O2為4C、Ca/S摩爾比 Ca/S摩爾比對脫硫率影響的典型曲線如圖所示。 在其他條件不變的情況下，隨隨著著Ca/S摩爾比的增大，脫硫率明摩爾比的增大，脫硫率明顯提高顯提高。D、顆粒尺寸 用白云石作脫

30、硫劑時顆粒尺寸對脫硫率的影響較小；但用石灰石時，顆粒尺寸越小其脫硫率越高顆粒尺寸越小其脫硫率越高。試驗表明：小一小一個數(shù)量級的細顆粒脫硫率要提高個數(shù)量級的細顆粒脫硫率要提高10%-20%。這主要是比表面積增大和擴散深度減少的緣故。但實際的顆粒尺寸應與氣流速度相配合，因一定的氣流速度下顆粒尺寸較小時，揚析量揚析量增加增加。運行經(jīng)驗表明，固硫劑顆粒的尺寸也不應取得太小，考慮到揚析量和除塵器負擔，建議石灰石的平均粒徑不小于建議石灰石的平均粒徑不小于100m。 E、氣流速度、氣流速度 在其他條件相同時，在其他條件相同時，風速風速增大將導致脫硫率下降增大將導致脫硫率下降。 日本日立公司在日本日立公司在5

31、50550mm2試驗爐上得出氣試驗爐上得出氣流速度對脫硫劑飛逸率的影響，流速度對脫硫劑飛逸率的影響，飛逸率增大時，脫硫率將明顯飛逸率增大時，脫硫率將明顯下降。下降。氣流速度對脫硫劑的影響試驗條件：床溫900，Ca/S4，脫硫劑：石灰石F F、氧濃度的影響、氧濃度的影響 床內氧濃度水平及其分布主要與過量空氣系數(shù)床內氧濃度水平及其分布主要與過量空氣系數(shù)a a、是否、是否過量空氣系數(shù)對SO2排放的影響實施分段燃燒、給料方式、爐膛壓力及給料點分布有關。研究表明，過量空氣系數(shù)本身對過量空氣系數(shù)本身對SOSO2 2并無多大影響，除非它并無多大影響，除非它很低很低( (或很高時或很高時) )導致床導致床溫下

32、降而使石灰石利用溫下降而使石灰石利用率降低。率降低。 （2）型煤燃燒固硫 型煤燃燒固硫就是把固硫劑，如石灰石、生石灰、電石渣、型煤燃燒固硫就是把固硫劑，如石灰石、生石灰、電石渣、造紙廢渣、赤泥或其它工業(yè)廢棄物固硫劑，加入到型煤配料造紙廢渣、赤泥或其它工業(yè)廢棄物固硫劑，加入到型煤配料中，加工中，加工 成各種固硫型煤，型煤燃燒中生成的成各種固硫型煤，型煤燃燒中生成的SOX，可直，可直接與固硫劑發(fā)生反應，生成硫酸鹽硫等存留在灰渣中，從而接與固硫劑發(fā)生反應，生成硫酸鹽硫等存留在灰渣中，從而防止了防止了SOX對大氣的排放。對大氣的排放。A、固硫原理固硫原理 主要以石灰石和生石灰為例，介紹固硫劑的固硫原理

33、。石灰石與石灰石與SOX進行反應，主要反應式與石灰石在流化床中的進行反應，主要反應式與石灰石在流化床中的固硫反應式相同固硫反應式相同。在還原性氣氛中，CaO可與煤中的硫化物反應生成CaS:生石灰作為型煤固硫劑，在型煤加工中遇水后生成在型煤加工中遇水后生成Ca(OH)2，Ca(OH)2性質很活潑，低溫下便與性質很活潑，低溫下便與SO2、SO3發(fā)生反應，高溫發(fā)生反應，高溫下下Ca(OH)2析出水分形成析出水分形成CaO，CaO再與再與SOx進行硫化反應，進行硫化反應，Ca(OH)2的硫化反應式如下的硫化反應式如下： OHCaSOOSOOHCa2422221)(2_22COCaSSCSCaOOHCa

34、SSHCaO22CaSO4、CaS等保留在型煤渣中，從而減少了SOx對大氣的排放。燃燒后脫硫燃燒后脫硫燃燒后脫硫即通常所說的煙氣脫硫燃燒后脫硫即通常所說的煙氣脫硫(FGD)，按吸收劑處理狀按吸收劑處理狀態(tài)分濕法、干法及半干法態(tài)分濕法、干法及半干法。濕法脫硫如石灰石濕法脫硫如石灰石/石灰石灰-石膏洗滌法，雙堿法，海水洗滌石膏洗滌法，雙堿法，海水洗滌 法等法等；干法脫硫如電子束照射法，爐內噴鈣尾部活化法，循環(huán)干法脫硫如電子束照射法，爐內噴鈣尾部活化法，循環(huán) 流化床煙氣脫硫等流化床煙氣脫硫等，半干法如旋轉噴霧干燥法半干法如旋轉噴霧干燥法等。（1）石灰石灰/ /石灰石石灰石-石膏法石膏法 石灰石-石膏

35、法采用的吸收劑是石灰石，首先是將粉狀石灰石制成漿液，噴入到脫硫吸收塔中，吸收煙氣中的二氧化硫，未反應完的漿液進行再循環(huán)，反應生成的亞硫酸鈣經(jīng)氧化后生成硫酸鈣，含有CaSO42H2O的洗滌排出液經(jīng)濃縮脫水生成副產(chǎn)品石膏(回收法)或被排棄(拋棄法)。（2）爐內噴鈣尾部活化法爐內噴鈣尾部活化法(LIFAC)(LIFAC)LIFAC工藝可以分為二個主要工藝階段，一是爐內噴鈣，一是爐內噴鈣，二是爐外尾部活化二是爐外尾部活化。 在第一階段在第一階段，磨細到325目左右的石灰石粉用氣力噴射到鍋爐爐膛的上部、溫度為9001250的區(qū)域。CaCO3受熱分解為CaO和CO2。鍋爐煙氣中的部分SO2和幾乎全部的SO

36、3與CaO反應生成CaSO4。新生成的CaSO4和未反應的CaO與飛灰隨煙氣(包括未被吸收的SO2)一起流到鍋爐的下游，參與下階段的反應。 在第二階段在第二階段，即尾部活化階段，煙氣在一個專門設計的活化器中噴入霧化水，進行增濕。煙氣中未反應的CaO與水反應生成在低溫下很高活性的Ca(OH)2，Ca(OH)2與煙氣中剩余的SO2反應生成亞硫酸鈣。部分亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣。最后形成穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物。CaO+H2OCa(OH)2 Ca(OH)2+SO2+H2O+1/2O2CaSO4+H2O （3）電子束照射法（電子束照射法（EBAEBA）基本的工藝流程由煙氣冷卻工序、氨的充入工序、電子束照射工序和副

37、產(chǎn)品分離工序組成。鍋爐所產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過集塵器除塵后流入冷卻塔，在冷卻塔內噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合的反應溫度約6070，然后進入反應器，在電子束的照射下，煙氣中的硫氧化物和氮氧化物在極短在電子束的照射下，煙氣中的硫氧化物和氮氧化物在極短時間內被氧化，并和注入反應器的氨反應，生成固體微粒，時間內被氧化，并和注入反應器的氨反應，生成固體微粒，生成的副產(chǎn)品被除塵器收集，經(jīng)造粒處理后送到副產(chǎn)品倉生成的副產(chǎn)品被除塵器收集，經(jīng)造粒處理后送到副產(chǎn)品倉。經(jīng)凈化后的煙氣排入大氣。C a O + H2O C a ( O H )2 C a ( O H )2+ S O2+ H2O + 1 / 2 O2 C a S

38、 O4+ H2O （4）旋轉噴霧干燥法 旋轉噴霧半干法煙氣脫硫是利用噴霧干燥的原理，將吸收將吸收劑漿液以霧狀形式噴入吸收塔內，吸收劑霧粒在與煙氣中二劑漿液以霧狀形式噴入吸收塔內，吸收劑霧粒在與煙氣中二氧化硫發(fā)生化學反應過程中，又不斷吸收煙氣中的熱量使霧氧化硫發(fā)生化學反應過程中，又不斷吸收煙氣中的熱量使霧粒中水分蒸發(fā)干燥，最后完成脫硫后的廢渣以干態(tài)灰渣形式粒中水分蒸發(fā)干燥，最后完成脫硫后的廢渣以干態(tài)灰渣形式排出排出。（5）煙氣脫硫技術的比較 各種煙氣脫硫技術均有其固有的優(yōu)缺點，選擇使用何種技術的一個基本原則就是因地制宜，幾種常見脫硫工藝條件和其主要優(yōu)缺點的比較見表。幾種常見脫硫工藝條件的比較一覽

39、表 工藝項目技術成熟程度成熟成熟成熟，但改進工藝尚在工業(yè)試驗工業(yè)試驗成熟成熟成熟適用機組大中大中中小中小中小中小中小中、低中、低中、低硫煤硫煤硫煤能達脫硫效率90%以上90%以上90%以上90%以上70%-90%以上90%以上70%-90%吸收劑種類石灰石海水液氨液氨石灰石高純度消石灰石灰吸收劑來源本省大海當?shù)禺數(shù)乇臼≥^少當?shù)仉姾妮^高高低高低低低水耗高無較低低低低低占地情況多多少較多少少較少煙氣再熱需需需不需不需不需不需設備投資較高較高高較高低低較低脫硫成本較高低中中較低高高副產(chǎn)品種類石膏無硫酸銨硫酸銨亞硫酸石膏亞硫酸石膏亞硫酸石膏副產(chǎn)品出路有一定困難，拋棄至灰場復合肥原料復合肥原料有一定困難

40、，拋棄至灰場有一定困難，拋棄至灰場有一定困難，拋棄至灰場氨水洗滌法電子束氨法LIFAC法煙氣循環(huán)流化床法半干法適用煤種不受含硫量限制中、低硫煤不受含硫量限制中、低硫煤石灰石-石膏濕法海水洗滌法脫硫工藝優(yōu)缺點比較一覽表 脫硫工藝優(yōu) 點缺 點1 系統(tǒng)成熟，在國外廣泛應用，國內有運行經(jīng)驗；1 投資費用較高；2 脫硫效率高，影響脫硫率的因素少；2 占地面積大；3 運行可靠性高，對煤種的適應性好；3 系統(tǒng)復雜，運行維護量大；4 吸收劑來源廣泛、價格低；4 耗水量大，產(chǎn)生一定量的廢水；5 吸收劑利用率高。5 石膏綜合利用較困難，需占用灰場容量。1 脫硫效率高，影響脫硫率的因素少；1 投資費用較高；2 系統(tǒng)

41、簡單，易操作；2 只適合低中硫煤；3 運行可靠性高；3 占地面積大；4 無廢水廢渣產(chǎn)生；4 電耗高；5 不消耗吸收劑資源。5 對海水的遠景影響尚需進一步論證。1 脫硫效率高；1 在世界上應用不多，且改進后的該工藝尚沒有相應的實際的運行業(yè)績；2 對煙氣條件變化適應性強；2 投資較高；運行費用受副產(chǎn)品銷售制約，如不能銷售則運行成本太高；3 副產(chǎn)品可做肥料，不產(chǎn)生廢水廢渣；3 副 產(chǎn)品 是季 節(jié)性 產(chǎn)品 ，銷 售淡 季需 占大 的倉 庫儲存；4 能耗低；4 廠區(qū)要嚴防氨的泄露。5 對安全性運行有高可靠性和適用性。1 脫硫效率較高，同時能脫除部分硝；1 最大的實際運行裝置為處理煙 氣量30萬m3/h；

42、2 工藝設備簡單、易操作運行維護；2 能耗較高，而且要求脫硫率越高能耗越大；3 對煙氣條件變化適應性強；3 設備體積龐大，電子束要防輻射；4 水耗低；4 投資較高；運行費用受副產(chǎn)品銷售制約；5 不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品可作肥料。5 副產(chǎn)品是季節(jié)性產(chǎn)品，淡季需占很大的倉庫儲存；6 沒有出口煙氣氨含量低于安全標準的保證措施，廠區(qū)要嚴防氨的泄露。1 脫硫效率在70%-90%；1 一般適合于中低硫煤；2 占地面積小，系統(tǒng)簡單；2 吸收劑利用率不高；3 投資少；可分階段進行改造；3 脫硫副產(chǎn)品較難綜合利用；4 水耗低，無廢水排放；4 鍋爐熱效率下降，受熱面易磨損；5 工藝較成熟，在中小鍋爐上應用較多。5

43、濕式除灰易使沖灰管道結垢。1 脫硫效率高，吸收劑利用率高；1 對吸收劑要求高，來源少，需外運；2 占地面積小，系統(tǒng)簡單；2 運行費用高；3 投資少；3 脫硫副產(chǎn)品較難綜合利用；4 水耗低，無廢水排放；4 一般適合于中低硫煤；5 工藝較成熟，在中小鍋爐上應用較多。5 濕式除灰易使沖灰管道結垢。1 脫硫效率在70%-90%；1 一般適合中低硫煤；2 占地面積較小；2 吸收劑利用率不高；3 耗水低，無廢水排放；3 運行費用較高；4 對吸收劑的品質要求較低，吸收劑來源廣，價格低廉。4 制漿系統(tǒng)復雜，對霧化設備要求較高；5 副產(chǎn)品不能綜合利用。LIFAC工藝煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝干法脫硫工藝石灰石-石膏

44、濕法脫硫工藝海水洗滌濕法脫硫工藝氨水洗滌工藝電子束氨法脫硫工藝脫硫工藝優(yōu) 點缺 點1 系統(tǒng)成熟，在國外廣泛應用，國內有運行經(jīng)驗；1 投資費用較高；2 脫硫效率高，影響脫硫率的因素少；2 占地面積大；3 運行可靠性高，對煤種的適應性好；3 系統(tǒng)復雜，運行維護量大；4 吸收劑來源廣泛、價格低；4 耗水量大，產(chǎn)生一定量的廢水；5 吸收劑利用率高。5 石膏綜合利用較困難，需占用灰場容量。1 脫硫效率高，影響脫硫率的因素少；1 投資費用較高；2 系統(tǒng)簡單，易操作；2 只適合低中硫煤；3 運行可靠性高；3 占地面積大；4 無廢水廢渣產(chǎn)生；4 電耗高；5 不消耗吸收劑資源。5 對海水的遠景影響尚需進一步論證

45、。1 脫硫效率高；1 在世界上應用不多，且改進后的該工藝尚沒有相應的實際的運行業(yè)績；2 對煙氣條件變化適應性強；2 投資較高；運行費用受副產(chǎn)品銷售制約，如不能銷售則運行成本太高；3 副產(chǎn)品可做肥料，不產(chǎn)生廢水廢渣；3 副產(chǎn)品是季節(jié)性產(chǎn)品，銷售淡季需占大的倉庫儲存；4 能耗低；4 廠區(qū)要嚴防氨的泄露。5 對安全性運行有高可靠性和適用性。1 脫硫效率較高，同時能脫除部分硝；1 最大的實際運行裝置為處理煙 氣量30萬m3/h；2 工藝設備簡單、易操作運行維護；2 能耗較高，而且要求脫硫率越高能耗越大；3 對煙氣條件變化適應性強；3 設備體積龐大，電子束要防輻射；4 水耗低；4 投資較高；運行費用受副

46、產(chǎn)品銷售制約；5 不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品可作肥料。5 副產(chǎn)品是季節(jié)性產(chǎn)品，淡季需占很大的倉庫儲存；6 沒有出口煙氣氨含量低于安全標準的保證措施，廠區(qū)要嚴防氨的泄露。1 脫硫效率在70%-90%；1 一般適合于中低硫煤；2 占地面積小，系統(tǒng)簡單；2 吸收劑利用率不高；3 投資少；可分階段進行改造；3 脫硫副產(chǎn)品較難綜合利用；4 水耗低，無廢水排放；4 鍋爐熱效率下降，受熱面易磨損；5 工藝較成熟，在中小鍋爐上應用較多。5 濕式除灰易使沖灰管道結垢。1 脫硫效率高，吸收劑利用率高；1 對吸收劑要求高，來源少，需外運；2 占地面積小，系統(tǒng)簡單；2 運行費用高；3 投資少；3 脫硫副產(chǎn)品較難綜合利用；

47、4 水耗低，無廢水排放；4 一般適合于中低硫煤；5 工藝較成熟，在中小鍋爐上應用較多。5 濕式除灰易使沖灰管道結垢。1 脫硫效率在70%-90%；1 一般適合中低硫煤；2 占地面積較小；2 吸收劑利用率不高；3 耗水低，無廢水排放；3 運行費用較高；4 對吸收劑的品質要求較低，吸收劑來源廣，價格低廉。4 制漿系統(tǒng)復雜，對霧化設備要求較高；5 副產(chǎn)品不能綜合利用。LIFAC工藝煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝干法脫硫工藝石灰石-石膏濕法脫硫工藝海水洗滌濕法脫硫工藝氨水洗滌工藝電子束氨法脫硫工藝活性炭吸附NH3法來同時脫硫脫硝，在溫度為80-130下用活性炭作SO2的吸收劑，把吸收了SO2的活性炭進行再分解

48、，并進一步處理成硫酸和元素硫。燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物：燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物：xNONO（占95%）NO2（占5%）燃燒所用的空氣中氮（分子氮）的燃燒所用的空氣中氮（分子氮）的氧化；（大多數(shù)燃燒裝置中，這是氧化；（大多數(shù)燃燒裝置中，這是NO的主要來源）的主要來源）燃料中含氮化合物（燃料氮）在火燃料中含氮化合物（燃料氮）在火焰中熱分解后再氧化（在燒原油或焰中熱分解后再氧化（在燒原油或煤的燃燒裝置中，燃料氮是煤的燃燒裝置中，燃料氮是NO的的主要來源）主要來源）燃燒生成燃燒生成NO按來源不同可分為：按來源不同可分為：熱力熱力NO瞬發(fā)瞬發(fā)NO燃料燃料NO熱力NO：燃燒所用的空氣中氮高溫氧化

49、生成NO，稱為熱力NO，它的生成機理（鏈鎖反應）是Zeldovich于1946年提出的：)2()1(22211222ONOONNNONOMOMOkkkk222121ONOkONkNNOkONkdtNOdZedovich熱力NO生成率，與貧燃料預混火焰的實驗結果吻合。)/91000exp(101 . 4)/135000exp(10913142/1222/12TkTkONOkONkdtNOdbfbf)3(33HNOOHNkkFenimore指出富燃料燃燒還與下列反應有關：如： NHCNNCH2CNNC222(2) (1)中的反應所生成的中的反應所生成的HCN和和CN，與在火焰中所產(chǎn)生的，與在火焰中

50、所產(chǎn)生的大量大量 、OH等原子團反應生成等原子團反應生成NCO： OHNCOOHCN2HNCOOHHCNONCOOCN2(1) 在碳氫化合物燃燒時，特別是富燃料燃燒時，會分解出大在碳氫化合物燃燒時，特別是富燃料燃燒時，會分解出大量的量的CH、CH2、CH3和和C2等離子團，它們會破壞燃燒空氣中等離子團，它們會破壞燃燒空氣中N2分子的鍵而反應生成分子的鍵而反應生成HCN，CN等等，(3) NCO被進一步氧化成被進一步氧化成NO： CONOONCO(4) 此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在火焰中在火焰中HCN濃度達到最高點轉入濃度達到最高點轉入下降階段時，存在著大量的氨化物下降階段時，存在著大量的氨化物(NH3

51、)，這些氨化物會和氧，這些氨化物會和氧原子等快速反應而被氧化成原子等快速反應而被氧化成NO：如 HNOONH 研究表明，“快速型快速型”NOX對溫度的依賴性很弱。一對溫度的依賴性很弱。一般情般情況下，對不含氮的碳氫燃料在較低溫度燃燒時，才重點考慮況下，對不含氮的碳氫燃料在較低溫度燃燒時，才重點考慮“快速型快速型”NOX。對煤燃燒設備，。對煤燃燒設備，“快速型快速型”NOX與與“熱力熱力型型”和和“燃料型燃料型”NOX相比，其生成量要少得多，一般在總相比，其生成量要少得多，一般在總NOX生成量的生成量的5%以下以下。熱力NO：限制熱力限制熱力NO的生成，主要是降低溫度，具的生成，主要是降低溫度，

52、具體措施可歸納為：體措施可歸納為：（1）降低燃燒溫度，避免局部高溫；）降低燃燒溫度，避免局部高溫；（2）降低氧氣濃度；）降低氧氣濃度；（3）縮短在高溫區(qū)的停留時間；）縮短在高溫區(qū)的停留時間；（4）在偏離）在偏離1的條件下進行燃燒；的條件下進行燃燒；瞬發(fā)NO：大氣壓力下甲烷與空氣預混火焰中NO的生成瞬發(fā)NO：燃燒時燃料中碳氫化合物分解生成的CH和C等原子團，與空氣中N2進行反應而生成氰化物：CNNCNCNNCNCNHNCHNHHCNNCHNHCNNCH2222222222ONOONHNOOHNNCOOCNHNCOOHCNOHCNOHHCN222氰化物生成反應活化能小，反應快，氰化物又與火焰中大量

53、的O、OH等原子團生成NO：瞬發(fā)NO：瞬發(fā)NO：研究表明，在火焰中不僅有HCN等存在，而且還有胺化物（NH、NH2、NH3）存在，同樣與OH、N等原子團反應生成NO：ONOONHNOOHNOHNONHOHNOHNH22瞬發(fā)NO：瞬發(fā)NO生成與下列三個因素有關：)4(102NHCNNCHk（1）CH原子團的濃度及其形成過程（2）N2分子反應生成氮化物的速率與下列反應有關：（3）氮化物間相互轉化率此反應對NO的生成起重要作用（富燃料及貧燃料），可以認為：210NCHkdtHCNddtNOd瞬瞬發(fā)發(fā)瞬發(fā)NO形成的主要途徑：NOCNOOHOHOHOHHNNNHNCOHCNNCHCNOHHO22222在

54、溫度T2000K時，NO生成率主要取決于CHN2反應，即瞬發(fā)NO，隨著溫度增加，瞬發(fā)NO比例減小，熱力NO增加，當T2500K時，NO生成主要按Zeldovich的熱力NO生機理控制。燃料NO：試驗表明：燃燒裝置試驗表明：燃燒裝置中所用的燃料含有氮化合中所用的燃料含有氮化合物時，排出燃氣中含有大物時，排出燃氣中含有大量的量的NO，且隨著燃料中，且隨著燃料中N含量增加而增加。含量增加而增加。燃料中燃料中N與各種碳氫與各種碳氫化合物結合成環(huán)狀或鏈狀化合物結合成環(huán)狀或鏈狀化合物，與空氣中化合物，與空氣中N相比，相比，其結合鍵較小，燃燒時易其結合鍵較小，燃燒時易分解生成低分子含氮化合分解生成低分子含氮

55、化合物，氧化后生成物，氧化后生成NO燃料NO：燃料燃料平均含氮量（重量平均含氮量（重量%）含氮量范圍（重量含氮量范圍（重量%）原油原油0.065瀝青瀝青2.32.152.5重餾分重餾分1.40.62.15輕餾分輕餾分0.070.06煤煤1.512.5不同燃料中含氮量燃料NO的形成途徑：NONHHCNNOO222NNHNORH2H3NH影響燃料NO的因素：（1）燃料含N量的影響：實際燃燒過程中只有部分燃料N轉化為NO，實際生成NO與全部燃料N之比稱為燃料N轉換率 ，影響燃料N轉換率的因素：N當1.3時，NO隨著燃料N含量增加而增加，但卻下降。N當0.8時，NO隨著燃料N含量增加先增加后飽和，而下

56、降。N（2）過?？諝庀禂?shù)的影響：（2）過?？諝庀禂?shù)的影響：影響燃料NO的因素：（3）燃燒溫度的影響：試驗結果表明，燃料試驗結果表明，燃料NO與熱力與熱力NO不同，它不同，它受溫度影響較小，這是因為燃料中受溫度影響較小，這是因為燃料中N的熱分解溫的熱分解溫度比火焰溫度低，當燃燒達到分解溫度而進行分度比火焰溫度低，當燃燒達到分解溫度而進行分解，生成解，生成NO與火焰溫度關系不大。與火焰溫度關系不大。OHNOHONOk22152216ONOONOk燃燒生成的燃燒生成的NO可與與含氮原子中間產(chǎn)物反應使可與與含氮原子中間產(chǎn)物反應使NO還還原成原成N2，也可以與各種含氮化合物或氧化物反應生成，也可以與各種

57、含氮化合物或氧化物反應生成NO2，如在火焰面附近存在下列反應：如在火焰面附近存在下列反應：另外在燃燒區(qū)由于氧原子增加，另外在燃燒區(qū)由于氧原子增加，NO2又轉變成又轉變成NO，導，導致致NO2含量較少：含量較少： “燃料型燃料型”NOx：煤中的氮化合物在燃燒過程中發(fā)生熱分解，：煤中的氮化合物在燃燒過程中發(fā)生熱分解， 氧化而生成的氧化而生成的NOx。 一般，當燃料中氮的含量超過0.1%時，所生成的NO在煙氣中的濃度將會超過260mg/Nm3。90%的的NOX是是“燃料燃料型型”NOX?！叭剂闲腿剂闲汀盢OX是煤燃燒時產(chǎn)生是煤燃燒時產(chǎn)生NOX的主要來的主要來源源。 “燃料型”NOX的生成機理非常復雜

58、，主要機理有以下幾主要機理有以下幾點點：（1）煤在燃燒中氮化合物分為兩部分，隨揮發(fā)分一起析出的氮化合物揮發(fā)分N和殘留在焦炭中的氮化合物焦炭N。當煤中的揮發(fā)分增加、熱解溫度和熱解速度提高、煤當煤中的揮發(fā)分增加、熱解溫度和熱解速度提高、煤的顆粒越小時，揮發(fā)分的顆粒越小時，揮發(fā)分N增加，而焦炭增加，而焦炭N相應減少。相應減少。（2）揮發(fā)分N中最主要的氮化合物是HCN和NH3。HCN和和NH3所占揮發(fā)分所占揮發(fā)分N的比例與煤種、揮發(fā)分的性質、氮和煤的的比例與煤種、揮發(fā)分的性質、氮和煤的碳氫化合物組合狀態(tài)及燃燒條件等有關碳氫化合物組合狀態(tài)及燃燒條件等有關。（3）揮發(fā)分N中HCN的主要反應途徑如下圖： 揮

59、發(fā)分N中HCN的主要反應途徑其中：1在氧化性氣氛中，在氧化性氣氛中，NCO直接氧化成直接氧化成NO； 2在還原性氣氛中，在還原性氣氛中，NCO生成生成NH，NH在還原性在還原性 氣氛下生成氣氛下生成N2（4）揮發(fā)分N中NH3的主要反應途徑： 其中：1NH3與與OH，O或或H反應生成反應生成NH2，NH2進一步進一步 反生成反生成NH，NH氧化生成氧化生成NO； 2NH2還原還原NO生成生成N2。（5） 在通常的煤燃燒溫度下，燃料型在通常的煤燃燒溫度下，燃料型NOX主要來自揮發(fā)分主要來自揮發(fā)分N。 煤粉燃燒時由揮發(fā)分生成的NOX占燃料型NO的60%80%，由焦炭N所生成的NOX占20%40%，研

60、究表明：在氧在氧化性氣氛中，隨著過量空氣的增加，揮發(fā)分化性氣氛中，隨著過量空氣的增加，揮發(fā)分NOX迅速增加，迅速增加，數(shù)量超過焦炭數(shù)量超過焦炭NOX，而焦炭而焦炭N的增加則較少。的增加則較少。（6）NOX的還原 在氧化性氣氛中生成的NOX當遇到還原性氣氛時，會使當遇到還原性氣氛時，會使NOX還原或破壞還原或破壞，所以煤燃燒時，NOX的排放濃度最終取決于NO 的生成反應和NO的還原或破壞反應的綜合結果。（7）煤燃燒中，燃料燃料N中只有一部分最終生成中只有一部分最終生成NO，其余的燃，其余的燃料料N常以常以NH3的形式分解出來，再轉化為的形式分解出來，再轉化為N2。燃料氮轉化為NO的轉化率與煤種特