大气污染控制工程教案设计

1、高宽比：hL1.22.0d不大于600mm,高不受限制。为4F长度lo=0.150.30d0,do为当量直径，d0olo=200350mm,不超过500mm。q扩管,_Qt2、，出气管F0LU0为1822m/s。3600U2专业资料第17次课2学时上次课复习：1 .捕集效率2 .文丘里洗涤器本次课题（或教材早下题目）：第六章除尘装置第四节过滤式除尘器1.袋式除尘器的除尘原理2.压力损失教学要求：1、了解并掌握袋式除尘器除尘机理和特点；2、了解袋式除尘器的压力损失重点：1.袋式除尘器除尘机理2.除尘器的压力损失难点：袋式除尘器除尘机理教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：1 .袋式除尘器除尘机

2、理2 .压力损失讲课时间：2学时课后作业P2296.236.24参考资料专业资料教 学容第四节袋式除尘器布袋除尘器是古老而广泛采用的除尘法，它是利用纤维织物的过滤作用进行除尘，是干式高效除尘器。适用于粒径小于1m的颗粒。特点（优点）：随着纤维布厚度的加厚，除尘效率是增加的。1 .除尘效率高，可达99%以上，回收一部分干料，净化气体可循环使用，节省能源；2 .适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物（包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘），袋滤器可大可小；3 .操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大；4 .结构简单，使用灵活，便于回收干料。缺点：1 .不易处理湿度大，粘度大的气流，

3、投资较高；2 .压力损失大，造成处理风量小，能耗大，压力降过大，粉尘造成局部穿，并造成滤布损失大；3 .其应用受到滤布耐温、耐腐等操作性能的限制，4 .一般滤布的使用温度应小于300C,烟气温度不能低于露点温度。布袋除尘器所用的滤布多为圆柱形（d=125-500mm）,也有扁形的，滤袋长一般为几米，现在此法已在冶金、水泥、化工、瓷、食品等不同的部门得到广泛的应用。专业资料一、袋式除尘器的原理（一）除尘机理袋式除尘器是利用棉毛、人造纤维等织物进行过滤的一种除尘装置，滤料本身的网较大，约2050m,绒布约510m,却能除去粒径1m以下的颗粒，除尘效率很高。新滤料除尘效率不高。其机理涉及筛滤、惯性碰

4、撞、滞留、扩散、降电、重力沉降。1 .筛过作用：当粉尘粒径大于滤布隙或沉积在滤布上的尘粒间隙时，粉尘即被截留下来。由于新滤布隙远大于粉尘粒径，所以阻留作用很小，但当滤布表面积沉积大量粉尘后，阻留作用就显著增大。2 .惯性碰撞：当含尘气流接近过滤纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集，这种惯性碰撞作用，随粉尘粒径及流速的增大而增强。a.惯性碰撞除尘机理3 .扩散和静电作用小于1m的尘粒，在气流速度很低时，其除尘机理主要是扩散和静电作用，如图b所示：扩散：布朗运动引起，它随气速的降低，纤维和粉尘的直径的减小而增强。电力：带电荷相反时3.重力沉降：当缓慢运动的

5、含尘气流进入除尘器，粒径和密度大的尘粒可能因重力作用自然沉降下来。（二）除尘过程概括：含尘气>滤料务形成粉尘初层>过滤、清灰（保持初层）滤布的除尘过程：含尘气体通过滤袋，过一段时间后，表面积聚了一层粉尘层（称为粉尘初层），在以后的运行中，粉尘除层成了主要过滤层，滤布只起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，由于粉尘初层的影响，网较大的滤料也能获得较高的除尘效率，随着滤料上粉尘的积聚，除尘效率和压力损失都相应增加，当滤料两侧压差很大时会把已附着在滤料上的细尘挤压过去，使效率降低。另外，阻力过高，处理风量显著下降，影响排放效果，故除尘器应控制一定的阻力，及时清灰，但不能破坏粉尘初层。、压力

6、损失压力损失决定着装置的能耗大小、除尘效率、清灰时间间隔。除尘器的压力损失AP包括清洁滤料的压力损失Po0 U f和泥料上粉尘层的压力损失PdRmufRdufR为粉尘层的平均比阻力,Kg/m2,为科=1Pa-s,m=1Kg/m2时的粉尘阻力。GaPP0PdVfoRmUf(Pa)oRUfA气体粘度，Pa-s;E总阻力系数，1/m;Eo清洁滤料的阻力系数，1/m;Vf过滤速度，m/s;m滤料上的粉尘负荷，Kg/m2;R粉尘层平土比阻力，Kg/m2o上式说明：AP与过滤速度、气体粘度系数成正比。该特性与其它种类型的除尘器完全不同。301sR-22dp尘粒比表面平均粒径，m；dpssEs粉尘层平均隙率

7、，;Ps粉尘层平均密度，Kg/m3。或粉尘层平均阻力系数mc0uft则P0citRufuf,Co为入口含尘浓度，t为过滤时间。清洁滤料的阻力APo很小，一般可忽略。其阻力系数在107-108（1/m）,见书表5-4。粉尘层平均比阻力随粉尘负荷和滤料特性不同而变化。袋式除尘器的压力损失一般控制在800-1500Pa,当阻力达到预定值时，需对滤袋清灰（清灰时间间隔），入口含尘浓度大，清灰时间变短，清灰次数增加，滤料寿命缩短。P-t2秒（s）RVf2co第18次课2学时上次课复习：1 .袋式除尘器的除尘原理2 .压力损失本次课题（或教材早下题目）：第六章除尘装置第四节过滤式除尘器3.滤料4.清灰5.

8、除尘器的选择、设计和应用第五节除尘器的选择与发展教学要求：1、了解袋式除尘器的滤料结构；2、了解并掌握袋式除尘器的清灰法3、掌握除尘器的选择与设计法重点：1.袋式除尘器的清灰法2.除尘器的选择与设计法难点：除尘器的选择与设计法教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：1.滤料2.清灰3 .除尘器的选择、设计和应用4 .除尘器的选择与发展讲课时间：2学时课后作业P2296.256.26参考资料专业资料教 学容三、滤料滤料性能对袋式除尘器的工作影响很大。性能良好的滤布应具备耐温、耐腐蚀、耐磨、效率高、阻力低、使用寿命长、成本低等优点。另外与表面结构有关：表面光滑：容尘小，清灰便，适于低浓度粉尘，风速

9、不易过大。起绒毛：容尘量大，风速可较高，但必须及时清灰。近年来出现了多耐高温的新型滤料，如聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺等。各自特点见书，表7-5。P311,7-2,P156。四、清灰式清灰式有两种：机械清灰和气流清灰。1 .机械清灰利用机械传动使滤袋振动，迫使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗。由三种式：摆动(水平)，又分上部摆和腰部摆两种；振动(垂直)；扭动(机械转动)。清灰风速一般在1-2m/s,压力损失在800-1200Pa。2 .气流清灰利用反吹空气从反向通过滤袋和粉尘层，借气流力使滤袋上的粉尘脱落。采用气流清灰，滤袋必须有支撑结构，如撑架或网架等以免压扁滤袋。气流清灰有两种：逆气流清灰(Vf=

10、2-3m/s)和脉冲喷吹清灰(Vf=2-4m/s)。五、袋式除尘器的选择设计和应用1.选择设计(1) 选定型式、滤料和清灰式；，、一一一Q.一Q(2) 求过滤面积A,AQ处理气量，m3/h;60VfVf过滤风速，m/min。(3) 除尘器设计：确定滤袋尺寸直径d和高度L,求单只滤袋面积，求滤袋只数，滤袋布置。A滤袋面积aidl,滤袋个数naf例：某县硅矿系统总流量为5000Nm3/h,气体组成近似于空气，温度50C,粉尘主要成分硅粉浓度6g/m3,要求设计一袋式除尘器。解：设计案步骤：1)确定滤袋尺寸滤袋采用DD9#涤纶，滤袋形式：圆形。清灰式：机械清灰，过滤风速为Vf=2m/min2)过滤面

11、积A3）滤袋尺寸取直径d=120mm,长度L=4m4）求单只滤袋面积adl0.1241.50m2A4925）袋子只数n32.8取33只af1.516）计算压力损失PRmVfVf=2m/min=0.033m/s取m（粉尘负荷）=0.1Kg/m2平均比阻力R=1.5x1010m/Kg科=1.96x10-5Kg/msE0=4.8x1071/mP4.81071.510100.10.0331.961051012Pa7）估算清灰期T2取AP=1100Pa=PdRVfc0t1100tmax R Vf2C0 1.5 1d° 1.96 105 0.332 6 10362眇104分专业资料取10分钟8）

12、其它设计容滤袋布置，袋子吊挂式壳体设计、箱体、进出气管、灰斗、入、操作平台等清灰机构的设计粉尘输送管道、阀门、风机等2.应用袋式除尘器不宜处理含有油雾、凝结水、粘性大的粉尘气流，不耐高温，此设备效率高，广泛用于各工业生产的除尘器中，尤其对细小干燥的粉尘更适宜。六、除尘效率丹尼斯（Dennisklemm）提出效率公式：Pn0.1PnameCRCo71.03VPn1.510exp12.71ea3.6103Vf40.094cR,g/m3,0.5mg/m3m粉尘负荷，g/m2;Pn无因次参数。由上式可见，粉尘层越厚，m越大，效率越高。颗粒层除尘器颗粒层除尘器是利用颗粒状物料（如硅、肝等）作填料层的一种

13、部过滤式除尘装置。滤沉机制与袋式除尘器相似。五、袋式除尘器的选择、设计和应用净化装置的选择关键是净化效率、处理能力和动力消耗间的平衡问题。净化效率高的装置往往动力消耗大，或设备费较高，所以应在全面衡量装置的技术指标和经济指标的基础上进行选择。一般考虑的因素：风量、效率、粒径分布、压力损失、能否达排放标准、气体性质（T、P、p等）、粉尘性质（c、成分、d、pp、回收价值等）、初投资、运转费用、维护费用。全面比较装置的技术指标和经济指标，选定合适的净化装置，确定出装置的型号规格和运行参数。专业资料第19次课2学时上次课复习：1.滤料结构2.清灰法3 .除尘器的选择与设计4 .除尘器的发展本次课题（

14、或教材早下题目）：第七章气态污染物控制技术基础A节气体吸收教学要求：了解并掌握气体吸收原理及计算；重点：1.气体吸收原理及吸收计算难点：吸收原理教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：1.气体吸收原理及计算讲课时间：2学时课后作业P3017.37.47.5参考资料专业资料第七章气态污染物控制技术基础第一节气体吸收、吸收机理1 .双膜模型(应用最广)假定：(1)界面两侧存在气膜和液膜，膜为层流，传质阻力只在膜(2)气膜和液膜外湍流流动，无浓度梯度，即无扩散阻力(3)气液界面上，气液达溶解平衡即:CAi=HPAi(4)膜无物质积累，即达稳态.2 .渗透模型假定：(1)气液界面上的液体微元不断被液相

15、主体中浓度为CAL的微元置换(2)每个微表面元与气体接触时间都为(3)界面上微表面元在暴露时间的吸收速率是变化的3 .表面更新模型假定：(1)各表面微元具有不同的暴露时间，t=0-(2)各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布4 .其它模型如：表面更新模型的修正；基于流体力学的传质模型；界面效应模型。5 .双膜理论(1)双膜模型气相分传质速率NA=ky(yA-yAi)NA=ky(PA-PAj)液相分传质速率NA=kx(XAi-Xa)NA=ky(CAj-Ca)总传质速率程专业资料NA=Ky(yA-ya)Na=Kx(xa-xa)*NA=Kai(PAPA)(2)气液平衡常见气体平衡溶解度5 ±

16、;8£二1年¥让军连亨利定律：一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比(3)吸收系数吸收系数的不同形式见下图：相平衡方程y=时npifII气相分传质速率方稗液相分传质速率方程气相总传质速率方程液相总传麻速率方程。-E(下入-3G=A(r吊一)3凡人-")N二卜限一P%)Na=,轴)F)h.H/次届M1，扁K尸因小ji，fl、Al解传质系数和分传质系数的关系,一11m«H_1K,4比-L=-Lft#1fkr风=mKv=1+_L对一心丽1_HIKai£«#iKK"H(4)传质阻力传质阻力一吸收系数的倒数传质阻

17、力=气相传质阻力+液相传质阻力(5)传质过程吸收质与吸收剂；设备、填料类型；流动状况、操作条件、物理吸收吸收过程如图所示：乙I操作线、平衡线吸收推动力见图。吸收塔的最小液气比见图三、化学吸收1.化学吸收的优点：(1)溶质进入溶剂后因化学反应消耗掉，溶剂容纳的溶质量增多(2)液膜扩散阻力降低(3)填料表面的停滞层仍为有效湿表面两分子反应中相界面附近液相A与B的浓度分布图第21次课2学时上次课复习：气体吸收原理及计算本次课题（或教材章节题目）：第七章气态污染物控制技术基础第二节气体吸附教学要求：了解并掌握气体吸收原理及计算;重点：气体吸附原理及吸收计算难点：吸收原理教学手段及教具：多媒体讲授容及时

18、间分配:1.气体吸附讲课时间：2学时专业资料课后作业P3027.97.107.11参考资料第二节气体吸附吸附?用多固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的组分浓集于固体表面?吸附质一被吸附物质?吸附剂一附着吸附质的物质优点：效率高、可回收、设备简单缺点：吸附容量小、设备体积大吸附机理物理吸附和化学吸附物理吸附和化学吸附?同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附喏温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时，发生化学吸附吸附剂需具备的特性?表面积大?具有选择性吸附作用?高机械强度、化学和热稳定性?吸附容量大?来源广泛，造价低廉?良好的再生性能常用吸附剂特性：分子筛特性操作条件?低温有利于物理吸附；高温利于化学

19、吸附?增大气相压力利于吸附吸附质性质、浓度?临界直径-吸附质不易渗入的最大直径?吸附质的分子量、沸点、饱和性吸附剂活性?单位吸附剂吸附的吸附质的量?静活性一吸附达到饱和时的吸附量?动活性一未达到平衡时的吸附量专业资料常见分子的临界直径气体吸附的影响因素吸附剂再生吸附剂再生吸附平衡第23 次课2学时注：本页为每次课教案首页上次课复习：3.燃烧侯脱硫技术及其研究进展4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价5中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动本次课题（或教材章节题目）：第九章固定源氮氧化物的污染控制1.氮氧化物的性质及来源2.燃烧过程中氮氧化物的形成机理3.低氮氧化物燃烧技术4.烟气脱硝技

20、术教学要求：主要介绍氮氧化物的性质及来源，燃烧过程中氮氧化物的形成机理，低氮氧化物燃烧技术及烟气脱硝技术等知识点。要求学生能够掌握固定源氮氧化物的污染控制技术重点：燃烧过程中氮氧化物的形成机理，低氮氧化物燃烧技术，烟气脱硝技术难点：热力型NOx的形成机理，先进的低氮氧化物燃烧技术，SCRSNCR烟气脱硝技术。教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：A节氮氧化物的性质及来源第一节燃烧过程中氮氧化物的形成机理讲课时间：2学时第三节低氮氧化物燃烧技术第四节烟气脱硝技术课后作业P3769.19.49.13参考资料专业资料第九章氮氧化物污染控制主要容:1 .氮氧化物的性质及来源2 .燃烧过程中氮氧化物的

21、形成机理3 .低氮氧化物燃烧技术4 .烟气脱硝技术第一节氮氧化物的性质及来源NOx包括：?N2。、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5?大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx的性质：?N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏?NO:大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分?NO2：强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx的来源?固氮菌、雷电等自然过程（5X108t/a）?人类活动（5x107t/a）?燃料燃烧占95%。主要来自：各种锅炉、焙烧炉、窑炉等的燃烧过程；机动车尾气排放。?其他：硝酸生产和各种硝化过程（如化肥厂）；冶金行业中的炼焦、烧结、

22、冶炼等高温过程；金属表面的硝酸处理。专业资料95%以NO形式，其余主要为NO2A rnnKphrrrIf *c HRh io pRveni eof !XO( from fuel combustion h> she atnuphere,. wc LnnciG cupturc- it 35 - soljd. bf L-jue Ihcrc nrc m> 而女曲论 N 植Mu.加MowJ wxj mm%l convert al Ku k m N； gu、and pui i hut hh-k m Rici tiiriM%pl睢 rmIn the aniFMHphere, <wcr &l

23、t;hnc.N01与 oxidized in NKli which llwn w iiti HjO Bd hiTTnTh* m lurn foinm1rhi七 口廿Tlirb. iM kfifm .hJ rain.HNOUbbcL (nwi and nutaUK)In t* cniM： &M nntle ihe« 花在 n« LtHiijriHMk iiuiier泪I、 LQitluming rnu<h mtrofgin.AID nilrzt« ujt v-ejy wdir-r MjUublc. so ihjl if 3号 deposit a niU

24、l£ m th。frwnd. it dissolvesf All high-ttniiperillure1 procMM. 金、hhEmns.ii 4 , uiir " 'i |bi -j r .ii funiiNO by rcKins iiinuphcriv N Rod 口 i Fossil h*cl n nmbiii U。n cfnxerls sonnc nf ihe 皿江口饿：力 m the fuel Lo NO or NO:1 pin4ly <dkd NOt_较jn eihuwc NQt，chii ihe aifFKphertn imliy dcpta

25、iiingii in the mwnsMivrotTgaTii'i-mii'i ir> ihc tHxan%irluirtb il 1o ih<' iMriwn加 reNH4W MFiiwil iiMrln (jta-s, NL cml ire fiormsd by diiw irtnM?»ninaii|M nf I hi1 hrid葩 cf |M ftnis nnd animal& Sanw LUiijiri -ci-k1 chTmtlly bound n/ihn.uii ht lteved g be formed Emni g Ixnl

26、iCih 口，mitirooCgiui i sms.All jpljLiiU and aniinuih i诃岗、皿川M N m Ihcir diet? lo Ivtin prlciirK. Surtic piicNNifginp«mixi pldm* (kgunKs)- t«n w?»e nrrntispihcrk 昨iimsc电 Mosi pl.ini and 3nlm3k canmM. and nrly on fixed nitm*g!«jn cJtiitr fmm 1gh4nlii* Mnkes or trum lerldi/er H；4cl&am

27、p;巾专业资料FrntcipdltluwsQtNirrheen<iruiiintnLasinflut!neLlhjinimK.'Hiediittopliirei小米quI7S%、工，明,hie卜伴Tiinsdyirchandremain?:iniheatinc14Ph匕个，Thi*hgurconlyihcoxidisedjirJreducedcompoundsoriviragenareformedhmoveihoughtheenvininmcnt,andarccerrvenKlhackloneliiiivlyintnN”第二节燃烧过程NOx的形成机理形成机理?1.燃料型NOx燃料

28、中的固定氮生成的NOx?2.热力型NOx高温下N2与02反应生成的NOx?3.瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO热力型NOx的形成产生NO和NO2的两个重要反应N2。22NO1-1-NO-O2NO222平衡常数和平衡浓度表9-3Q和M生成N。的平衡常数N)+5TM1)T/KKpwr_MK111-1ooo7.5m1。"I”K2.8X10'T500l.lxi(rs20004.0xig*2SOU35X10-*9-4温度构N/j初始浓度比对MU平御波度的彩螭77KNO平衡旅度“口卜NJQ-4NJO：=4UI2002上0SO15001,3OU5001SW440016502

29、0008OOO29502201)131004«fl0240019BOO7000上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响;平衡时NO浓度随温度升高迅速增加。费9-5NO优为NO,反应的平衡常敷NO#关fNO?降涮104/-1，闻.2xioJ（户组V-：1000l.ix10（尸外）°工500l.ixio1120003.5QQ7袅9-6同步反应+乌-馆0和NO+tXfNQ在各料1濯度下YO和NO,的平衡坦成.T/KNOW*NQ/W*3003,Jxl0s80。0.77on1m2500.87S732000l.S注:覆气初蛤量成为孰33%,%”6%.上述数据说明:1）室温条件下，

30、几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2;2）800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2;3）常规燃烧温度（1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小；4）平衡时NO浓度随温度升高而迅速增加；5）较低空气过剩系数有利于控制NOx的形成。烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的形式存在，但实际90%95%的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制。NO/NOxRatioboilervehiclesnature gas 0.9 1.0internalcomb.engine0.991.0coal0.951.06#fueloil0.

31、961.0dieselengine0.771.0热力型NOx形成的动力学Zeldovich模型02M2OM(3)1N2O1NON(4)2NO22NOO(5)NO生成的总速率dNOdtk4ON 2 k4NNOk5NO 2 k 5ONO (6)假定N原子的浓度保持不变吧k4ON2k4NNOk5ONO卜5网。20dt?得到k4ON2k5ONOL稳态rzciIrc1k4NOk5O2?代入(6)式得dNOk4N2(k4k5NO2/k5O2)dt1NO/k5O2)=2k4ON21NO2/(Kp,noN2O2)1NO/ksQD假定O原子的浓度保持不变OeO2e/2Kp,NO(RT)1/2最终得dY dxMC

32、M(1Y2)-2(1CY)4k4Kp,oN21/2(RT)1/2(Kp,No)1/2k4(Kp,No)1/2N21/2kHOTFYNO/NOe积分得NO的形成分数Y与时间t之间的关系c1c1(1Y)(1Y)c1exp(Mt)IO-J 10-2I0-1100101102/ s各种温度下形成NO的浓度一时间分布曲线104103103在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2/O2=40:1)根据泽利多维奇预测结果：压力对M值影响较弱，温度影响较强，即影响NO生成总量,也影响NO生成速率；在相同停留时间，不同温度下NO生成速率有显著差别；为减少NO生成量，可采取降低火焰区温度和后火焰区温度，减少停留

33、时间的途径。瞬时NO的形成：碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反应CHN2HCNNCH2N2HCNNHC2N22CN火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反应：HCNOHCNH2OCNO2CONOCNOCONNHOHNH2ONHONOHNOHNOHNO2NOO小结：低温火焰中生成的NO的量明显高于泽氏预测的结果.因此，低温火焰中形成的NO多为瞬时NO;瞬时NO生成量平均为30g/GJ。燃料型NOx的形成：燃料中的N通常以原子状态与HC结合，C-N键的键能较NmN小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx；火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例；燃料中2

34、0%80%的氮转化为NOx。HCNOtNO4-CHT3U*圣 EC上h»itp.kiJhirkrkJkb>Jr<kdiH.unc*iI"、：<L与】L'hivkihowhadiMiiinmu*icphiMiHerwild眄hk.WM7)SOO_4003002001Q。0四94三种O形或机用探媒群悌过程中对NO.播放总量的tft献专业资料第24次课2学时专业资料上次课复习：提问：1.氮氧化物的性质及来源（1）人类活动的主要来源？（2）NOx主要存在形式及性质?2.燃烧过程中氮氧化物的形成机理热力型NOx瞬时型NOx燃料型NOx本次课题（或教材章节题目

35、）：第九章固定源氮氧化物的污染控制3.低氮氧化物燃烧技术4.烟气脱硝技术教学要求：主要介绍低氮氧化物燃烧技术及烟气脱硝技术等知识点。要求学生能够掌握固定源氮氧化物的污染控制技术重点：低氮氧化物燃烧技术，烟气脱硝技术难点：先进的低氮氧化物燃烧技术，SCR、SNCR烟气脱硝技术。教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：讲课时间：2学时第三节低氮氧化物燃烧技术第四节烟气脱硝技术课后作业P3769.19.49.13参考资料注：本页为每次课教案首页第三节低NOx燃烧技术原理控制NOx形成的因素?空气-燃料比?燃烧区温度及其分布?后燃烧区的冷却程度?燃烧器形状低NOx燃烧技术传统低NOx燃烧技术?1.低氧

36、燃烧?降低NOx的同时提高锅炉热效率?CO、HC、碳黑产生量增加燃烧器出口3,量，跖用空气过剿系数对NCZ生成量的影响2 .降低助燃空气预热温度?燃烧空气由27oC预热到315oC,NO排放量增加3倍1002（JO3DO空气预麒温度7CI400I200；I(MH)Eg。是600工400200%400JU9-6空气强热温度对天然气燃烧系统NC,生成量的影响3 .烟气循环燃烧采用燃烧产生的部分烟气冷却后，再循环送回燃烧区，起到降低氧浓度和燃烧区温度（主要减少热力型NOx）的作用，以达到减少NO生成量的目的.烟气循环率25%-40%。too -I""天然气和轻独烟气声烟环,”11

37、1 y - 7 烟F硼环燃烧对降低 zc.的能峭I岑界岩学上4 .两段燃烧技术?第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小?第二段：二次空气,CO、HC完全燃烧，烟气温度低/供人帮“卬嫡镰区西有与通电京ri（x）k星花比例美国后PA时燃煤电，的眼（ft300k-/O52flEr明胃、-呈a95，oI&ius%5<fl1-，.J11_05U>152ft2530空气过则量/%Ri9K煤两段的烧时X。帕生或地先进的低NOx燃烧技术原理：低空气过剩系数运行技术十分段燃烧技术?1.炉膛整体空气分级的低NOx直流燃烧器?炉壁设置助燃空气（OFA,燃尽风）喷嘴?要求:?合理确定燃尽风

38、喷口与最上层煤粉喷口的距离?燃尽风量要适当?燃尽风应有足够高的流速，以便能与烟气充分混合.先进的低NOx燃烧技术2 .空气分级的低NOx旋流燃烧器既要控制燃料型NOx和热力型NOx的生成，又要具有较高的燃烧效率?一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化?二次火焰区：燃尽CO、HC等图q-y 用于隼出席炉的分编混合低nd 忸储藉的原理去3 .空气/燃料分级的低NOx燃烧器?空气和燃料均分级送入炉膛?一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx为氮气。内回流区燃尽区二次火焰烟气分锻想料分级风排出整后排出热股图9-口空气/燃料分级低、。，婀烧器原理图0气气气气气气伺气气气气气气空喋燃空燃填燃空燃

39、堪燃空燃煤燃空燃煤空两的A锦UF气燃燃气燃燃气气气燃燃气燃燃气气气慰燃气案t燃富黄燃钻富熔空燃富愁一燃然需燃空燃高苑空稽统式低卜。工型?第四节烟气脱硝技术脱硝技术的难点?处理烟气体积大?NOx浓度相当低?NOx的总量相对较大1.选择性催化还原法（SCRR?催化剂：贵金属、碱性金属氧化物?还原反应4NH34NOO24N26H2O8NH36NO27N212H2O?潜在氧化反应4NH35O24NO6H2O4NH33O22N26H2O还原剂：NH3（常用）、H2s、CO反应特点：使氨能有选择的和气体中的NOx进行反应，而不和氧反应。常用催化剂：1）贵金属2）非贵金属的氧化物或盐类Cu、Cr、Fe、V、

40、Mn优点：1） 还原剂基本上不与氧反应，避免了无谓消耗，同时大大减小了反应热，催化床温度变化小易于控制，采用一段流程即可；2） 催化剂易得，选择余地大；3） 还原剂NH3相对易得，起燃温度低反应热低，床温通常低于3000C,有利于延长催化剂寿命和降低反应器对材料要求。Birrer5；SCAoArILSu帽amirnQ晒浦口门噂FLinkFIGURE9祈3就甘时小目区裂"加工。仃mitsi&iukm口的小匚，f由上就b口见骷河即武工k.Johrs<n.1的：内吊勺/内乎小甲amrySftwu虱iaNO*Ccnir.VtesUrgtwi.U.CiStflJ0 0.00000

41、 8 6 4 2史潜手艺0工IS9-12典型SCR催化剂对NO,还原率随温度的变化非选择性催化还原法（SNCR）?尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度?化学反应4NH36NO5N26H2O?CO（NH2）22NO0.5O22N2CO22H2O?同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生。还原剂：H2、CH4、合成氨释放气反应特点：反应分两步进行1）脱色反应：2）脱除反应（慢）常用催化剂：Pt或Pd常以0.5%的Pt或Pd载于氧化铝载体上。优缺点：1）燃量消耗量大（耗用于比NOX含量高得多的02）;2）产生大量热，须增设废热锅炉来降低反应气体温度，同时回收废热。3）需贵金属作催化剂。4）投资大。

42、Supw h包ar岂、U rvaports一_； Optbonsl poHESup*，hterE£0EiNfrTo 白仃 hefitftrJur OtiEpF后写的th1 伸代'd ft* n q engrgy mjectiaijUred网的曲nhi?.%Qcwi2ljysm.ScurdeDJOrei,乱虱一PntlTWMrylbs;RfeSuJUd,H暂E<w爵Ure*坨4&(1&Mdor已口方VWUtility匕':钳1JokiUyr'口q$hjESlMlciniJdcmtiii工EhN。，C，巾口I.*4Vim融九H匚，9知】Th*

43、onrt*rortier(5Gquaticr郎22的40蕾二 gMpe tin10NodrediKticnsforsmL堂+smoii-tirfJ二口依miisirbMCR吸收法：常见的有：水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、吸收还原法、氧化吸收法、络合吸收法等。吸收法的特点：工艺简单、投资少，能以硝酸盐等形式回收废气中NOx达到综合利用的目的。液体吸收法的分类?水吸收法2NO2H2OHNO3HNO2不稳定主）3HNO2HNO22NOH2O因为NO水溶解度小，所以该法吸收效率不高，尤其不能应用于含NO为主的废气净化。?酸吸收法?以浓硫酸作吸收剂NONO22H2SO42NOHSO4亚硝基硫酸H2O亚硝

44、基硫酸可以生产硫酸和硝酸。此法可用于同时生产浓硫酸和浓硝酸企业的NOx尾气净化。?以稀硝酸作吸收剂NOx在稀硝酸中的溶解度较高，属于物理吸收。?碱液吸收法吸收剂：纯碱、烧碱。反应式：NONO2Na2cO32NaNO2CO22NO2Na2cO3NaNO2NaNO3CO22NO22NaOHNaNO2NaNO3H2ONONO22NaOH2NaNO2H2O优点：可生成亚硝酸钠和硝酸钠，有一定的经济效益。缺点：净化效率低，一般仅60%,这是因为NO本身不被碱吸收，只有在NO2/NO>1时才能被吸收。此法适用于NO2/NOx（氧化度）>50%的尾气。?碱液吸收,必须首先将一半以上的NO氧化为N

45、Ox?NO/NO2=1效果最佳2NO22MOHMNO3MNO2H2O33MMNONO22MOH2MNO2H2O2NO2Na2CO3NaNO3NaNO2CO2NONO2Na2CO32NaNO2CO2MM322MK,Na,Ca2,Mg2,（NH4）?吸收还原法吸收液：亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫化物或尿素的水溶液。净化效率高。NOx被还原生成氮气。?氧化吸收法原理：含有部分NO和NO2的NOx中的NO被氧化生成NO2（硝酸、活性炭、氧、原子氧等），然后NO2被碱液吸收。?络合吸收法原理：络合剂：FeSQ、EDTA、NazSOs。NO络合剂络合物NO富集回收特点：吸收容量小。4.吸附法吸附剂：活性炭、分子

46、筛、硅胶、含氨泥煤NOx和SO2联合控制技术吸附剂：浸渍碳酸钠的-A12O3反应式Na2CO3AI2O32NaAlO2CO22NaAlO2H2O2NaOHAI2O32NaOHSO20.5O2Na2SO4H2O2NaOH2NO1.5O22NaNO3H2O2NaOH2NO20.5O22NaNO3H2O再生：天然气、CONO x控制技术比较:gr IivUikI N，e nj财WFSliiCcnui MM邙叱5%泣7 lL it7也电用W OH.U * F*190 也LNBffi氮氧化物燃烧AOFA-C进的燃尽风法SCR选择性催化还原SNC砒择性非催化还原第25次课2学时上次课复习：有机污染物特性本

47、次课题(或教材早下题目)：第十章挥发性有机物污染控制A节蒸汽压及蒸发第一下VOCsVvolatileorganiccompounds)污染控制技术教学要求：1、了解并掌握蒸汽压的定义及计算；2、了解并VOCs(volatileorganiccompounds)污染控制技术重点：1.蒸汽压计算2.VOCs(volatileorganiccompounds)污染控制技术难点：VOCs(volatileorganiccompounds)污染控制技术教学手段及教具：多媒体讲授容及时间分配：1 .蒸汽压及蒸发2 .VOCs(volatileorganiccompounds)污染控制技术讲课时间：2学时课

48、后作业P42910.110.210.3参考资料专业资料第十章挥发性有机物污染控制1 .蒸气压及蒸发2 .VOCs(volatileorganiccompounds)污染预防3 .VOCs污染控制法和工艺第一节蒸气压与蒸发蒸气压是判断有机物是否属于挥发性有机物的主要依据温度越高，蒸气压越大«10-1几种液体的平衡蒸气压电据阍度*'p*/mnil八Jmnd,依04.5812.26.9109.2123-644.7511(12017.5443.974.822.3303I.B27SKHR.43674035.32135.3ISI.559I5092.51222226K.792b如149.4

49、35,73885139.5702J3,7S425542.n202.4喃355.1fll2674B07如525,B11S7.G1013.040461D07部1690.01335.0557,2汁J133，J2Pa1 .空气中VOCs的含量低，可视为理想气体，拉乌尔定律:Xim气相中组分i的摩尔分数xi液相中组分i的摩尔分数Pi-纯组分i的蒸气压P总压2 .气液平衡：克劳休斯克拉佩龙(ClausiusClapyron)程:,AB1gpATp一平衡蒸气压，mmHgT系统温度，KAB经验常数安托万（Antoine ）1g P方程BFT专业资料t温度，0cA、B、C经验常数，参见表10-2、挥发与溶解费|fl-3蒸气压和标准大气压下vOCs的行为器气张p 与大气相通的