火电厂排烟中氮氧化物浓度换算

1、火电厂排烟中氮氧化物浓度换算的探讨冯淼 徐桥安杨杰山西电力科研究院太原 030001摘要本文根据作者对燃煤火电厂数十台锅炉除尘器后烟气中氮氧化物的监测，论证了燃煤电厂锅炉排刃 中氮氧化物存在的主要形态是一氧化氮，且一氧化氮占到氮氧化物的95%以上，因此可以笔者认为在氮氧 化物的浓度换算（由ppm换算为mg/Nn?）中采用L34比2.05更为合理。 关键词氮氧化物浓度3换算1引言由于目前在燃煤电厂烟气成分监测中，普遍使用电化学分析仪器进行，所测浓度一般均以ppm即H L/L表示，但我国关于大气污染物的国家排放标准火电厂大气污染物排放 标准（GB13223-1996）441款规定的第m时段火电厂锅

2、炉氮氧化物最高允许排放浓度 所用的单位是mg/NnA因此用仪器测得的氮氧化物浓度都必须经过单位换算后，才能和国 标规定值进行比较。国标GB132234996中442款同时又规定，“本标准规定的氮氧化物 质量浓度以NO?计，按下式换算成质量浓度：I P L/L NOx=2.05mg/ m3NOX即由体积浓度（ppm）换算为质量浓度（mg/Nn?）的换算系数为2.05, 2.05是由NO?的分子量46除以224得到的。因此等于在国标GB13223-1996中认为火电厂锅炉排放烟气 中的氮氧化物大部分是二氧化氮（NOJ。2火电厂锅炉排烟中氮氧化物的存在形态及生成途径2.1火电厂锅炉排烟中氮氯化物的存

3、在形态及其性质众所周知氮氧化物在自然界的存在形态由一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO?）、氧化二氮（NO）等。但据有关文献介绍在火电厂排烟中存在的主要形态是前两种，且以一氧 化氮（NO）为主，约占氮氧化物的90%。一氧化氮（NO）为无色无臭的气体，与血液中血红蛋白的结合能力很强，比CO与血红蛋白的结合能力髙数百至千倍。人们在含有氮氧化物的空气中停留，会因缺氧引遇中枢 神经麻痹症状。此外，一氧化氮（NO还有致癌作用，它对细胞分裂及遗传信息的传递有 不良影响。二氧化氮（NCh）为红棕色有刺激气味的气体，其毒性为NO的45倍，NO?与NO 共存时将加剧NO2的危害。人在NO?浓度为94100ppm的空

4、气中3小时即可死亡。NO2 毒性也远比CO和SO2大。此外，NO?与HC化合物在紫外线照射下，经过复杂的光化学 反映，会生成强氧化物质，形成光化学烟雾，其毒性更强，刺激人的眼、鼻并会伤害植物。2.2 一歳化氮的生成途径由于火电厂排放的氮氧化物主要以一氧化氮为主（约占90%）,因此以下仅介绍一氧 化氮的生成途径。一氧化氮的生成途径主要有三种：温度型NO （Thermal-NO,简称T-NO）、快速型 NO（Prompt-NO,简称 PNO）、燃料型 NO（FuelNO,简称 F-NO） 2o2. 21温度型NO温度型NO是由空气中的N2和O2在高温下生成的，据文献介绍主要通过以下反应式完成：O+

5、N2 二 NO+NN+O2 二 NO+ON+OH 二 N0+H其生成速度为;、d罟="罗旳（-竽）弧足；严式中：T一温度（K）；P压力（大气压）；X02 或 N2 的 mol 数；NONO 浓度（ppm） oHI由上式可知，决定NO生成量的主要因素是烟气的含氧量，燃烧温度及在高温区的停 留时间。2. 2. 2快速型NO672快速型NO是空气中的氮在高温下与氧化合而成。其生产量比温度型NO生成量要小一 个数量级。22. 3燃料型NO燃料型NO是以化合物形式存在于燃料中的氮原子，在燃烧过程中被氧化而生成的。其生成温度为60070CTC,具有中温生成特性。燃料中的氮比空气中的氮容易生成NO

6、。23二氧化氮的生成途径二氧化氮生成的燃烧反应尚未被充分认识，通常为人们所接受的理论是：二氧化氮由 一氧化氮氧化而成。即：NO4-HO1 二 NO2+OHNO?的生成反应在较低温度下有利，生成的NO?极为活泼。因此高温对NO?的生成 不利。3火电厂锅炉排烟中氮氧化物浓度的实测结果作者及其它同事在近年来对几十台燃煤锅炉排烟氮氧化物的监测实践中发现，不论锅 炉有无低氮燃烧器；不论是液态排渣，还是固态排渣；不论蒸发量的大小；其排烟中氮氧 化物的主要成分总是以一氧化氮为主，并且一氧化氮所占一氧化氮和二氧化的比例髙达 95%以上。具体监测结果见表1。从表1可以明显地看出：燃煤电厂锅炉排烟中一氧化氮占到氮

7、氧化物的95%以上，锅 炉排烟中的氮氧化物应以NO计较为合理，以NO?折算氮氧化物的浓度不符合实际情况。 另外，还发现液态排渣锅炉氮氧化物浓度明显高于固态排渣锅炉，氮氧化物浓度在 1200-13OOppm 左右。4结论与探讨从以上理论和实践得出的结论都是：燃煤电厂锅炉排烟中氮氧化物的主要成分是一氧化氮，且一氧化氮所占氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的比例高达95%以上。因此，在 测得锅炉排烟中氮氧化物的ppm浓度后，按NO进行折算质量浓度（mg/Nn?）,即折算系 数为134比较合理；按NO?折算（折算系数为2.05）似乎不太合理，会夸大燃煤电厂锅炉 氮氧化物的排放量。建议在国标GB132231

8、996下一版修订时，予以考虑。 673 表1锅炉排烟中氮氧化物监测结果汇总表序 号锅炉熬发量 (t/h)有无低氮燃 烧器N0浓度 (ppa)N6浓度 (ppm)NO厉占氮氧花物的 比例(%)1180无固态390399.242200无固态395.199. 753174无固态342199.714168无固态304299. 355180无固态343199.716178无固态357299.447160无固态394199. 758160无固态.477299.589200无液态13261598. 8810180无液态11941598. 7611188无固态204299. 0312187无固态209398. 5813850无固态666499. 4014977无固态848899. 0715918无固态635699. 0616910无固态613699. 0317910无固态617499.3618920无固态643299. 6919895有固态3310100. 0020908有固态3410100, 00211032有固态3630100. 00221018有固态3840100. 00 '231362有固态399598.76241369有固态391498. 99251200