氮氧化物污染控制(47張)課件

1、氮氧化物污染控制1.氮氧化物的性質(zhì)及來源2.燃燒過程中氮氧化物的形成機理3.低氮氧化物燃燒技術(shù)4.煙氣脫硝技術(shù)第1頁，共49頁。第一節(jié) 氮氧化物的性質(zhì)及來源NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx的性質(zhì)N2O：單個分子的溫室效應(yīng)為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞NO：大氣中NO2的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分第2頁，共49頁。氮氧化物的性質(zhì)及來源NOx的性質(zhì)（續(xù)）NO2:強烈刺激性，來源于NO的氧化，酸沉降NOx的來源固氮菌、雷電等自然過程（5108t/a）人類活動（5107t/a）燃料燃燒占 9095以NO形式，其余

2、主要為NO2第3頁，共49頁。氮氧化物的來源第4頁，共49頁。燃燒過程NOx 的形成機理形成機理燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx熱力型NOx高溫下N2與O2反應(yīng)生成的NOx瞬時NO低溫火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO第5頁，共49頁。NOx 的形成機理熱力型NOx的形成產(chǎn)生NO和NO2的兩個重要反應(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NO濃度隨溫度升高迅速增加第6頁，共49頁。熱力型NOx 的形成平衡常數(shù)和平衡濃度第7頁，共49頁。熱力型NOx 的形成平衡常數(shù)和平衡濃度第8頁，共49頁。熱力型NOx 的形成上述數(shù)據(jù)說明：室溫條件下，幾乎沒有NO和NO2生成，并且所有的

3、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NO2常規(guī)燃燒溫度（1500K）下，有可觀的NO生成，但NO2量仍然很小第9頁，共49頁。熱力型NOx 的形成煙氣冷卻過程中，根據(jù)熱力學(xué)計算，NOx應(yīng)主要以NO2的形式存在，但實際9095的NOx以NO的形式存在，主要原因在于動力學(xué)控制 NO/NOx Ratio boilervehicles nature gas0.91.0 internal comb. engine 0.991.0 coal0.951.0 6# fuel oil0.961.0 diesel engine0.771.0第10頁，共49頁。熱力型NO

4、x 的形成熱力型NOx形成的動力學(xué)Zeldovich(.)模型 NO生成的總速率第11頁，共49頁。熱力型NOx 的形成假定N原子的濃度保持不變得到代入（6）式得第12頁，共49頁。熱力型NOx 的形成假定O原子的濃度保持不變最終得第13頁，共49頁。熱力型NOx 的形成積分得NO的形成分?jǐn)?shù)與時間t之間的關(guān)系Y=NO/ NOe0 0.5 1 1.5 2.0 Mt1.00.5第14頁，共49頁。熱力型NOx 的形成各種溫度下形成NO的濃度時間分布曲線第15頁，共49頁。熱力型NOx 的形成在各種溫度下NO濃度隨時間的變化曲線(N2O240：1) 第16頁，共49頁。瞬時NO的形成碳?xì)浠衔锶紵龝r

5、，分解成CH、CH2和C2等基團，與N2發(fā)生如下反應(yīng) 火焰中存在大量O、OH基團，與上述產(chǎn)物反應(yīng)第17頁，共49頁。燃料中的N通常以原子狀態(tài)與HC結(jié)合，CN鍵的鍵能較N N 小，燃燒時容易分解，經(jīng)氧化形成NOx火焰中燃料氮轉(zhuǎn)化為NO的比例取決于火焰區(qū)NO/O2的比例燃料中2080的氮轉(zhuǎn)化為NOx燃料型NOx 的形成Fuel NHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow第18頁，共49頁。NOx 的形成第19頁，共49頁。NOx 的形成第20頁，共49頁。低NOx 燃燒技術(shù)原理控制NOx 形成的因素空氣燃料

6、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第21頁，共49頁。低NOx 燃燒技術(shù)傳統(tǒng)低NOx 燃燒技術(shù)1. 低氧燃燒降低NOx的同時提高鍋爐熱效率CO、HC、碳黑產(chǎn)生量增加第22頁，共49頁。傳統(tǒng)低NOx 燃燒技術(shù)2. 降低助燃空氣預(yù)熱溫度燃燒空氣由27oC預(yù)熱到315oC，NO排放量增加3倍第23頁，共49頁。傳統(tǒng)低NOx 燃燒技術(shù)3. 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NOx第24頁，共49頁。傳統(tǒng)低NOx 燃燒技術(shù)4. 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，煙氣溫度低第25頁，共49頁。先進的低NOx 燃燒技術(shù)

7、原理：低空氣過剩系數(shù)運行技術(shù)分段燃燒技術(shù)1. 爐膛內(nèi)整體空氣分級的低NOx直流燃燒器爐壁設(shè)置助燃空氣（OFA，燃盡風(fēng)）噴嘴類似于兩段燃燒技術(shù)第26頁，共49頁。先進的低NOx 燃燒技術(shù)2. 空氣分級的低NOx 旋流燃燒器一次火焰區(qū)：富燃，含氮組分析出但難以轉(zhuǎn)化二次火焰區(qū)：燃盡CO、HC等第27頁，共49頁。先進的低NOx 燃燒技術(shù)3. 空氣/燃料分級的低NOx 燃燒器空氣和燃料均分級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NOx第28頁，共49頁。先進的低NOx 燃燒技術(shù)第29頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)脫硝技術(shù)的難點處理煙氣體積大NOx濃度相當(dāng)?shù)蚇Ox的總量相對較大第30頁，共49頁

8、。煙氣脫硝技術(shù)1. 選擇性催化還原法（SCR）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)第31頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)1. 選擇性催化還原法（SCR）第32頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)1. 選擇性催化還原法（SCR）第33頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)2. 選擇性非催化還原法（SNCR）尿素或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)生第34頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)2. 選擇性非催化還原法（SNCR）第35頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)2. 選擇性非催化還原法（SNCR）第36頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)3. 吸收法堿液吸收必須首先將一半以上的NO氧化為NO

9、xNO/NO21 ，效果最佳第37頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)第38頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)3. 吸收法（續(xù)）濃硫酸吸收稀硫酸吸收（物理吸收） 4. 吸附法吸附劑有活性炭、分子篩、硅膠、含氨泥煤等分子篩吸附：吸附劑可用氫型絲光沸石、氫型皂沸石、脫鋁絲光沸石、13x分子篩，水蒸氣脫附，回收硝酸第39頁，共49頁。煙氣脫硝技術(shù)4. 吸附法（續(xù)）活性氧化鋁吸附：可同時去除SO2吸附劑：浸漬碳酸鈉的-Al2O3反應(yīng)式再生：天然氣、CO第40頁，共49頁。NOx控制技術(shù)比較LNB-低氮氧化物燃燒AOFA-改進的燃盡風(fēng)法SCR-選擇性催化還原SNCR-選擇性非催化還原第41頁，共49頁。煙氣脫硫脫硝技術(shù)1

10、硫酸銅法（Shell法） 以鉛作載體，鍍銅后成為銅接受體，組成反應(yīng)器。脫硫、脫硝效率可達95 銅氧化 2Cu+O2CuO 在399 下吸收SO2 2SO2+O2+2CuO2CuSO4 以CuSO4和CuO為催化劑、NH3為還原劑，NOx被催化還原 第42頁，共49頁。煙氣脫硫脫硝技術(shù) 銅受體飽和后，用氫再生,回收SO2 CuSO4+2H2 Cu+SO2+H2O 第43頁，共49頁。煙氣脫硫脫硝技術(shù)選擇性催化還原法脫硝及濕式石灰石石膏法脫硫 系統(tǒng)流程第44頁，共49頁。煙氣脫硫脫氮研發(fā)動向1干式等離子體技術(shù)射線輻照：高能電子束（已有示范裝置），射線脈沖電暈放電（示范裝置在建）第45頁，共49頁。

11、煙氣脫硫脫氮研發(fā)動向2濕式等離子體技術(shù) Toyohashi技術(shù)大學(xué)的Y.Kinoshita采用液膜+介質(zhì)阻擋放電等離子體通氨脫硫，脫硫率達95%。又如Osaka Perfecture大學(xué)和Southern Illinois大學(xué)的S.K.Dhali用等離子體洗滌器同時脫硫脫氮，去除率分別達95%和75%。第46頁，共49頁。煙氣脫硫脫氮研發(fā)動向3膜催化-膜分離技術(shù)：用ZrO2,Ca-ZSM-5復(fù)合膜。4光催化技術(shù)：Tak Hyoung等實驗，在20C下濃度為125mg/m3的NO，停留時間55s的轉(zhuǎn)化率為30%，停留時間110s轉(zhuǎn)化率為40%。Keiji Hashimoto等實驗，TiO2與沸石

12、混合作光催化劑，轉(zhuǎn)化率是單用TiO2的3倍。Isao Nakamuna等用經(jīng)微波處理的TiO2催化劑試驗，在可見光（波長600nm）輻照下對脫除NO有活性。國內(nèi)也有過此類研究，如祝靜艷等實驗發(fā)現(xiàn)，日光下TiO2對NOx催化氧化有效。第47頁，共49頁。1、想要體面生活，又覺得打拼辛苦；想要健康身體，又無法堅持運動。人最失敗的，莫過于對自己不負(fù)責(zé)任，連答應(yīng)自己的事都辦不到，又何必抱怨這個世界都和你作對？人生的道理很簡單，你想要什么，就去付出足夠的努力。2、時間是最公平的，活一天就擁有24小時，差別只是珍惜。你若不相信努力和時光，時光一定第一個辜負(fù)你。有夢想就立刻行動，因為現(xiàn)在過的每一天，都是余生

13、中最年輕的一天。3、無論正在經(jīng)歷什么，都請不要輕言放棄，因為從來沒有一種堅持會被辜負(fù)。誰的人生不是荊棘前行，生活從來不會一蹴而就，也不會永遠(yuǎn)安穩(wěn)，只要努力，就能做獨一無二平凡可貴的自己。4、努力本就是年輕人應(yīng)有的狀態(tài)，是件充實且美好的事，可一旦有了表演的成分，就會顯得廉價，努力，不該是為了朋友圈多獲得幾個贊，不該是每次長篇贅述后的自我感動，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不過是：但行好事，莫問前程。愿努力，成就更好的你！5、付出努力卻沒能實現(xiàn)的夢想，愛了很久卻沒能在一起的人，活得用力卻平淡寂寞的青春，遺憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔軟的心智、讓我們懂得累積時間的力量；那些孤獨沉寂的時光

14、，讓我們學(xué)會守候內(nèi)心的平和與堅定。那些脆弱的不完美，都會在努力和堅持下，改變模樣。6、人生中總會有一段艱難的路，需要自己獨自走完，沒人幫助，沒人陪伴，不必畏懼，昂頭走過去就是了，經(jīng)歷所有的挫折與磨難，你會發(fā)現(xiàn)，自己遠(yuǎn)比想象中要強大得多。多走彎路，才會找到捷徑，經(jīng)歷也是人生，修煉一顆強大的內(nèi)心，做更好的自己！7、“一定要成功”這種內(nèi)在的推動力是我們生命中最神奇最有趣的東西。一個人要做成大事，絕不能缺少這種力量，因為這種力量能夠驅(qū)動人不停地提高自己的能力。一個人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！8、人生的旅途中，最清晰的腳印，往往印在最泥濘的路上，所以，別畏懼暫時的困頓，即使無人鼓掌，

15、也要全情投入，優(yōu)雅堅持。真正改變命運的，并不是等來的機遇，而是我們的態(tài)度。9、這世上沒有所謂的天才，也沒有不勞而獲的回報，你所看到的每個光鮮人物，其背后都付出了令人震驚的努力。請相信，你的潛力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有爆發(fā)出來，不要給自己的人生設(shè)限，你自以為的極限，只是別人的起點。寫給渴望突破瓶頸、實現(xiàn)快速跨越的你。10、生活中，有人給予幫助，那是幸運，沒人給予幫助，那是命運。我們要學(xué)會在幸運青睞自己的時候?qū)W會感恩，在命運磨練自己的時候?qū)W會堅韌。這既是對自己的尊重，也是對自己的負(fù)責(zé)。11、失敗不可怕，可怕的是從來沒有努力過，還怡然自得地安慰自己，連一點點的懊悔都被麻木所掩蓋下去。不能怕，沒什么比自己背叛自己更

16、可怕。12、跌倒了，一定要爬起來。不爬起來，別人會看不起你，你自己也會失去機會。在人前微笑，在人后落淚，可這是每個人都要學(xué)會的成長。13、要相信，這個世界上永遠(yuǎn)能夠依靠的只有你自己。所以，管別人怎么看，堅持自己的堅持，直到堅持不下去為止。14、也許你想要的未來在別人眼里不值一提，也許你已經(jīng)很努力了可還是有人不滿意，也許你的理想離你的距離從來沒有拉近過.但請你繼續(xù)向前走，因為別人看不到你的努力，你卻始終看得見自己。15、所有的輝煌和偉大，一定伴隨著挫折和跌倒；所有的風(fēng)光背后，一定都是一串串揉和著淚水和汗水的腳印。16、成功的反義詞不是失敗，而是從未行動。有一天你總會明白，遺憾比失敗更讓你難以面對。17、沒有一件事情可以一下子把你打垮，也不會有一件事情可以讓你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一個慢慢累積