氮氧化物污染控制ppt课件

1、氮氧化物污染控制1. 氮氧化物的性质及来源2. 熄灭过程中氮氧化物的构成机理3. 低氮氧化物熄灭技术4. 烟气脱硝技术第一节 氮氧化物的性质及来源NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的方式存在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，构成光化学烟雾的活泼组分氮氧化物的性质及来源NOx的性质续NO2:剧烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx的来源固氮菌、雷电等自然过程5108t/a人类活动5107t/a燃料熄灭占 9095以NO方式，其他主要为NO2氮氧化物的来源熄灭过程NOx

2、 的构成机理构成机理燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反响生成的NOx瞬时NO低温火焰下由于含碳自在基的存在生成的NONOx 的构成机理热力型NOx的构成产生NO和NO2的两个重要反响上述反响的化学平衡受温度和反响物化学组成的影响平衡时NO浓度随温度升高迅速添加热力型NOx 的构成平衡常数和平衡浓度热力型NOx 的构成平衡常数和平衡浓度热力型NOx 的构成上述数听阐明：室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且一切的NO都转化为NO2800K左右，NO与NO2生成量依然很小，但NO生成量曾经超越NO2常规熄灭温度1500K下，有可观的NO生成，但NO2量依然很小

3、热力型NOx 的构成烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的方式存在，但实践9095的NOx以NO的方式存在，主要缘由在于动力学控制 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热力型NOx 的构成热力型NOx构成的动力学Zeldovich(.)模型 NO生成的总速率热力型NOx 的构成假定N原子的浓度坚持不变得到代入6式得热力型NOx 的构成假定O原子的浓度坚持不变最终得热

4、力型NOx 的构成积分得NO的构成分数与时间t之间的关系Y=NO/ NOe0 0.5 1 1.5 2.0 Mt1.00.5热力型NOx 的构成各种温度下构成NO的浓度时间分布曲线热力型NOx 的构成在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2O240：1) 瞬时NO的构成碳氢化合物熄灭时，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反响 火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反响燃料中的N通常以原子形状与HC结合，CN键的键能较N N 小，熄灭时容易分解，经氧化构成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2080的氮转化为NOx燃料型NOx 的构成Fuel NHCN

5、N2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslowNOx 的构成NOx 的构成低NOx 熄灭技术原理控制NOx 构成的要素空气燃料比熄灭区温度及其分布后熄灭区的冷却程度熄灭器外形低NOx 熄灭技术传统低NOx 熄灭技术1. 低氧熄灭降低NOx的同时提高锅炉热效率CO、HC、碳黑产生量添加传统低NOx 熄灭技术2. 降低助燃空气预热温度熄灭空气由27oC预热到315oC，NO排放量添加3倍传统低NOx 熄灭技术3. 烟气循环熄灭降低氧浓度和熄灭区温度主要减少热力型NOx传统低NOx 熄灭技术4. 两段熄灭技术第一段：氧气

6、缺乏，烟气温度低，NOx生成量很小第二段：二次空气，CO、HC完全熄灭，烟气温度低先进的低NOx 熄灭技术原理：低空气过剩系数运转技术分段熄灭技术1. 炉膛内整体空气分级的低NOx直流熄灭器炉壁设置助燃空气OFA，燃尽风喷嘴类似于两段熄灭技术先进的低NOx 熄灭技术2. 空气分级的低NOx 旋流熄灭器一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化二次火焰区：燃尽CO、HC等先进的低NOx 熄灭技术3. 空气/燃料分级的低NOx 熄灭器空气和燃料均分级送入炉膛一次火焰区下游构成低氧复原区，复原已生成的NOx先进的低NOx 熄灭技术烟气脱硝技术脱硝技术的难点处置烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对

7、较大烟气脱硝技术1. 选择性催化复原法SCR催化剂：贵金属、碱性金属氧化物复原反响潜在氧化反响烟气脱硝技术1. 选择性催化复原法SCR烟气脱硝技术1. 选择性催化复原法SCR烟气脱硝技术2. 选择性非催化复原法SNCR尿素或氨基化合物作为复原剂，较高反响温度化学反响同样，需求控制温度防止潜在氧化反响发生烟气脱硝技术2. 选择性非催化复原法SNCR烟气脱硝技术2. 选择性非催化复原法SNCR烟气脱硝技术3. 吸收法碱液吸收必需首先将一半以上的NO氧化为NOxNO/NO21 ，效果最正确烟气脱硝技术烟气脱硝技术3. 吸收法续浓硫酸吸收稀硫酸吸收物理吸收 4. 吸附法吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶、含

8、氨泥煤等分子筛吸附：吸附剂可用氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石、13x分子筛，水蒸气脱附，回收硝酸烟气脱硝技术4. 吸附法续活性氧化铝吸附：可同时去除SO2吸附剂：浸渍碳酸钠的-Al2O3反响式再生：天然气、CONOx控制技术比较LNB-低氮氧化物熄灭AOFA-改良的燃尽风法SCR-选择性催化复原SNCR-选择性非催化复原烟气脱硫脱硝技术1硫酸铜法Shell法 以铅作载体，镀铜后成为铜接受体，组成反响器。脱硫、脱硝效率可达95 铜氧化 2Cu+O2CuO 在399 下吸收SO2 2SO2+O2+2CuO2CuSO4 以CuSO4和CuO为催化剂、NH3为复原剂，NOx被催化复原 烟气脱硫

9、脱硝技术 铜受体饱和后，用氢再生,回收SO2 CuSO4+2H2 Cu+SO2+H2O 烟气脱硫脱硝技术选择性催化复原法脱硝及湿式石灰石石膏法脱硫 系统流程烟气脱硫脱氮研发动向1干式等离子体技术射线辐照：高能电子束已有示范安装，射线脉冲电晕放电示范安装在建烟气脱硫脱氮研发动向2湿式等离子体技术 Toyohashi技术大学的Y.Kinoshita采用液膜+介质阻挠放电等离子体通氨脱硫，脱硫率达95%。又如Osaka Perfecture大学和Southern Illinois大学的S.K.Dhali用等离子体洗涤器同时脱硫脱氮，去除率分别达95%和75%。烟气脱硫脱氮研发动向3膜催化-膜分别技术：用ZrO2,Ca-ZSM-5复合膜。4光催化技术：Tak Hyoung等实验，在20C下浓度为125mg/m3的NO，停留时间55s的转化率为30%，停留时间110s转化