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文档简介
1、燃烧过程废气的综合治理 燃烧过程的污染源,主要有固定源锅炉和活动源机动车辆。 (一)锅炉废气的综合治理 锅炉排放的烟气中,主要污染物为SO2、NOx、烟尘、CO2等。 1.低NOx燃烧技术 可采用节4-3-2所述各种方法,在燃烧过程中控制NOx的形成。 2.SNOX联合脱硫脱硝技术 由丹麦HaldorTopsor公司开发的SNOX(SulfurandNOxabatement)联合脱硫脱硝技术,是将SO2氧化为SO3后制成硫酸回收,并用选择性催化还原法SCR去除NOx。此工艺可脱除95的SO2、90的NOx和几乎所有颗粒物,除需要用氨还原NOx外,不消耗任何其他化学品,还不产生废水、废物等二次污
2、染物,同时还能回收硫酸,并利用余热提高锅炉效率。 300MW燃煤电厂的SNOX工艺流程如图435所示,净化装置在空气预热器之后。烟气流程为:烟气经空气预热器和冷却器降温至200后进入袋式除尘器,使含尘量降至小于10mg/m3。接着,烟气在换热器中被SO2转化器来的高温烟气加热至380后,进入SCR反应器,氨的选择性催化反应将脱去90的NOx。然后,烟气在加热器中被燃料气或过热蒸汽提供的热能加热至420后,进入SO2转化器,使其中9596的SO2氧化成SO3。最后烟气被冷却至255进入空冷式降膜冷凝器(WSA),再用空气冷至90100,则烟气中的SO3水合物冷凝成浓度为95硫酸回收。SNOX装置
3、回收热能有:排烟温度低于普通锅炉,SCR催化还原反应放热及生成硫酸凝时结放热。 3.DESONOX联合脱硫脱硝技术 由德国Degussa等公司共同开发的DESONOX联合脱硫脱硝工艺,除了将烟气中的SO2转化为SO3后制成硫酸,以及用SCR除去NOx外,还能将CO及未燃烧的烃类物质氧化为CO2和水。该净化装置位于电除尘器后。160的烟气进入燃用天然气的燃烧器,烟气加热至反应温度(400460)后进入DESONOX反应器,在反应器的第一段,NOx被还原,在反应器的第二段,SO2、CO和烃类物质被氧化。然后,富含SO3的烟气在冷凝器中冷却并与水反应生成硫酸凝结,进入洗涤器用循环硫酸吸
4、收未反应的SO3,可使30的硫酸浓缩到95。此工艺脱硫脱硝效率高,没有二次污染,技术简单,投资及运行费用低,适用于老厂的改造。 4.活性炭联合脱硫脱硝技术 反应器为两段移动床。除尘冷却后,温度为90150的烟气进入第一段活性炭床层(上段),SO2被催化氧化,与水反应生成H2SO4,被活性炭吸附,脱除90的SO2。在两段之间喷入氨,和烟气混合后进入第二段(下段),NOx被催化还原,同时进一步脱除SO2。载有H2SO4的活性炭,由反应器底部送入脱附器,加热至温度400450时,吸附在活性炭上的H2SO4放出SO3,可进一步加工成硫。脱附后的活性炭被空气冷却,筛除细粉后循环使用。该工艺可脱除98的S
5、O2和80的NOx。 以上介绍的各种脱硫脱硝工艺均已有商业应用。 5.锅炉除尘 锅炉燃烧烟气中的粉尘含量高,但只要选用合适的除尘器,就能使烟尘排放符合环境标准要求。各种除尘器的除尘效率为:旋风除尘器近90,湿式除尘器9599,袋式除尘器和电除尘器均可大于99.8,其工作原理和性能结构在节§4-1已作过详细介绍。我国工业锅炉大多数使用各种机械式除尘器,少数使用湿式除尘器;电站锅炉大部分使用电除尘器和袋式除尘器,少部分使用湿式除尘器。随着对烟尘排放浓度的限制越来越严格,除尘器的采用趋于向高效除尘器变化。在许多发达国家,电除尘器、袋式除尘器的比例很大,其余除尘器比例很小或作为多级除尘的一级
6、除尘设备。 (二)机动车尾气的综合治理 汽车及其他机动车排放的污染物与燃料性质和燃烧方式有关。对于预混燃烧的点燃式汽油发动机主要是NOx、CO和碳氢化合物HC,而采用扩散燃烧的压燃式柴油发动机还会产生碳烟及颗粒物等。NOx是高温燃烧时的热力型,CO、HC和碳烟则是因燃烧不完全所产生。 影响污染物产生的最重要因素是燃烧时的燃空当量比(实际油气比/理论油气比),汽油内燃机中NO,CO和HC的浓度与的变化关系如图436所示。发动机在接近理论空燃比或略富燃料条件下,才能保证平稳可靠。虽然污染物随着混气变贫而减少,但当空燃比约大于17时,过贫的混气就不易着火,影响发动机的稳定工作,并使大量燃料未经排放,
7、则未燃HC急剧增大。在富燃料条件下,由于缺氧,NO减少而CO和HC增加。一般,巡航状态下采用较贫混气燃烧,则NO适中,HC和CO较少;冷发动机起动时,因系统温度低必须增加供油量,处于富燃状态,致使CO和HC浓度增大;发动机达到最大功率时在理论空燃比下工作,此时NO浓度有最大值。可见,机动车尾气的排放控制十分复杂和困难,主要是通过控制燃烧、改进发动机和尾气净化等技术来解决。 1.分层燃烧 分层燃烧的实质是采用上述的浓淡燃烧原理,其基本结构有图4-37所示的直接喷射(如德士古公司TCP系统,福特公司PROCO系统)和副燃烧室(如本田公司CVCC系统,大众公司PCI系统)两种型式。图4-37(a)是依靠进气涡流或采用机械方式,使进入气缸内的混合气实现浓度的依次分层;图4-37(b)则是设置预燃室达到分层进气目的。在燃烧室内,空燃比为1213.5易于点燃的浓混合气聚积在火花塞周围,以确保可靠的着火条件,而其余大部分区域充满稀混合气,使总的平均空燃比保持在18以上。汽油机工作时,火花塞首先点燃浓混合气,然后利用燃烧后产生的高温、高压和气流运动,使火焰迅即向稀混合气区域传播和扩散,从而保
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