氮氧化物污染控制(47张)课件

1、氮氧化物污染控制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.烟气脱硝技术第1页，共49页。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第2页，共49页。氮氧化物的性质及来源NOx的性质（续）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（5108t/a）人类活动（5107t/a）燃料燃烧占 9095以NO形式，其余

2、主要为NO2第3页，共49页。氮氧化物的来源第4页，共49页。燃烧过程NOx 的形成机理形成机理燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO第5页，共49页。NOx 的形成机理热力型NOx的形成产生NO和NO2的两个重要反应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第6页，共49页。热力型NOx 的形成平衡常数和平衡浓度第7页，共49页。热力型NOx 的形成平衡常数和平衡浓度第8页，共49页。热力型NOx 的形成上述数据说明：室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的

3、NO都转化为NO2800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2常规燃烧温度（1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小第9页，共49页。热力型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9095的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制 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第10页，共49页。热力型NO

4、x 的形成热力型NOx形成的动力学Zeldovich(.)模型 NO生成的总速率第11页，共49页。热力型NOx 的形成假定N原子的浓度保持不变得到代入（6）式得第12页，共49页。热力型NOx 的形成假定O原子的浓度保持不变最终得第13页，共49页。热力型NOx 的形成积分得NO的形成分数与时间t之间的关系Y=NO/ NOe0 0.5 1 1.5 2.0 Mt1.00.5第14页，共49页。热力型NOx 的形成各种温度下形成NO的浓度时间分布曲线第15页，共49页。热力型NOx 的形成在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2O240：1) 第16页，共49页。瞬时NO的形成碳氢化合物燃烧时

5、，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反应 火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反应第17页，共49页。燃料中的N通常以原子状态与HC结合，CN键的键能较N N 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2080的氮转化为NOx燃料型NOx 的形成Fuel NHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow第18页，共49页。NOx 的形成第19页，共49页。NOx 的形成第20页，共49页。低NOx 燃烧技术原理控制NOx 形成的因素空气燃料

6、比燃烧区温度及其分布后燃烧区的冷却程度燃烧器形状第21页，共49页。低NOx 燃烧技术传统低NOx 燃烧技术1. 低氧燃烧降低NOx的同时提高锅炉热效率CO、HC、碳黑产生量增加第22页，共49页。传统低NOx 燃烧技术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倍第23页，共49页。传统低NOx 燃烧技术3. 烟气循环燃烧降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOx第24页，共49页。传统低NOx 燃烧技术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，烟气温度低第25页，共49页。先进的低NOx 燃烧技术

7、原理：低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术1. 炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器炉壁设置助燃空气（OFA，燃尽风）喷嘴类似于两段燃烧技术第26页，共49页。先进的低NOx 燃烧技术2. 空气分级的低NOx 旋流燃烧器一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化二次火焰区：燃尽CO、HC等第27页，共49页。先进的低NOx 燃烧技术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第28页，共49页。先进的低NOx 燃烧技术第29页，共49页。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的总量相对较大第30页，共49页

8、。烟气脱硝技术1. 选择性催化还原法（SCR）催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应第31页，共49页。烟气脱硝技术1. 选择性催化还原法（SCR）第32页，共49页。烟气脱硝技术1. 选择性催化还原法（SCR）第33页，共49页。烟气脱硝技术2. 选择性非催化还原法（SNCR）尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度化学反应同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生第34页，共49页。烟气脱硝技术2. 选择性非催化还原法（SNCR）第35页，共49页。烟气脱硝技术2. 选择性非催化还原法（SNCR）第36页，共49页。烟气脱硝技术3. 吸收法碱液吸收必须首先将一半以上的NO氧化为NO

9、xNO/NO21 ，效果最佳第37页，共49页。烟气脱硝技术第38页，共49页。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，回收硝酸第39页，共49页。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反应式再生：天然气、CO第40页，共49页。NOx控制技术比较LNB-低氮氧化物燃烧AOFA-改进的燃尽风法SCR-选择性催化还原SNCR-选择性非催化还原第41页，共49页。烟气脱硫脱硝技术1

10、硫酸铜法（Shell法） 以铅作载体，镀铜后成为铜接受体，组成反应器。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为还原剂，NOx被催化还原 第42页，共49页。烟气脱硫脱硝技术 铜受体饱和后，用氢再生,回收SO2 CuSO4+2H2 Cu+SO2+H2O 第43页，共49页。烟气脱硫脱硝技术选择性催化还原法脱硝及湿式石灰石石膏法脱硫 系统流程第44页，共49页。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（已有示范装置），射线脉冲电晕放电（示范装置在建）第45页，共49页。

11、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+介质阻挡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%。第46页，共49页。烟气脱硫脱氮研发动向3膜催化-膜分离技术：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转化率为40%。Keiji Hashimoto等实验，TiO2与沸石

12、混合作光催化剂，转化率是单用TiO2的3倍。Isao Nakamuna等用经微波处理的TiO2催化剂试验，在可见光（波长600nm）辐照下对脱除NO有活性。国内也有过此类研究，如祝静艳等实验发现，日光下TiO2对NOx催化氧化有效。第47页，共49页。1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。2、时间是最公平的，活一天就拥有24小时，差别只是珍惜。你若不相信努力和时光，时光一定第一个辜负你。有梦想就立刻行动，因为现在过的每一天，都是余生

13、中最年轻的一天。3、无论正在经历什么，都请不要轻言放弃，因为从来没有一种坚持会被辜负。谁的人生不是荆棘前行，生活从来不会一蹴而就，也不会永远安稳，只要努力，就能做独一无二平凡可贵的自己。4、努力本就是年轻人应有的状态，是件充实且美好的事，可一旦有了表演的成分，就会显得廉价，努力，不该是为了朋友圈多获得几个赞，不该是每次长篇赘述后的自我感动，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不过是：但行好事，莫问前程。愿努力，成就更好的你！5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光

14、，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会在努力和坚持下，改变模样。6、人生中总会有一段艰难的路，需要自己独自走完，没人帮助，没人陪伴，不必畏惧，昂头走过去就是了，经历所有的挫折与磨难，你会发现，自己远比想象中要强大得多。多走弯路，才会找到捷径，经历也是人生，修炼一颗强大的内心，做更好的自己！7、“一定要成功”这种内在的推动力是我们生命中最神奇最有趣的东西。一个人要做成大事，绝不能缺少这种力量，因为这种力量能够驱动人不停地提高自己的能力。一个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，最清晰的脚印，往往印在最泥泞的路上，所以，别畏惧暂时的困顿，即使无人鼓掌，

15、也要全情投入，优雅坚持。真正改变命运的，并不是等来的机遇，而是我们的态度。9、这世上没有所谓的天才，也没有不劳而获的回报，你所看到的每个光鲜人物，其背后都付出了令人震惊的努力。请相信，你的潜力还远远没有爆发出来，不要给自己的人生设限，你自以为的极限，只是别人的起点。写给渴望突破瓶颈、实现快速跨越的你。10、生活中，有人给予帮助，那是幸运，没人给予帮助，那是命运。我们要学会在幸运青睐自己的时候学会感恩，在命运磨练自己的时候学会坚韧。这既是对自己的尊重，也是对自己的负责。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更

16、可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积