固定源氮氧化物污染控制
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第九章 固定源氮氧化物污染控制
本章主要内容
一．氮氧化物的性质、来源及影响 二．低氮氧化物燃烧技术 三．烟气脱硝技术 四．烟气同时脱硫脱硝技术 五．固定源氮氧化物控制技术评价 六．我国氮氧化物排放控制策略
2
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质 2. 受人为活动影响的氮循环 3. 氮氧化物的来源与排放 4. 氮氧化物排放的环境影响 5. 氮氧化物减排措施与途径
NOx = NO + NO2
NOy = NO + NO2 + HNO3 + PAN + HONO + NO3 + N2O5 + RNO3 +NO3-+ …
NOz=NOy–NOx
5
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
➢ NO、NO2
6
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
22
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述 2. 传统低氮氧化物燃烧技术 3. 先进低氮氧化物燃烧技术 4. 低氮氧化物燃烧技术比较
23
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
➢ 控制NOx形成的因素
① 燃烧区温度及其分布
24
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
• 一次火焰区：富燃，N组分析出但难以转化 • 二次火焰区：燃尽CO、HC等
与燃尽风结合可减 少50%以上NOx
37
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
③ 浓淡偏差型低NOx燃烧器
• 富粉流的空气量少，抑制燃料型NOx的生成； • 贫粉流因空气量多，燃料型NOx生成增多，但因温度低，
过程中，动植物 中的氮也被键合
进来
酸盐都溶入土壤
动植物需要N形成蛋白质，
少数微生物和植物使用大
气中的氮，多数动植物依
赖于固定氮
8
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
全 球 氮 氧 化 物 排 放
9
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 美国的氮氧化物排放
10
20
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
锅炉NOX排放控制技术
燃料脱氮
烟气脱硝
燃烧调整
催 化 还 原
催 化 分 解
液 膜 法
等
法
离 子
体
生 物 法
吸 附 法
吸 收 法
分 级 燃 烧
低 氮 燃 烧
烟 气 再 循
器
环
选 择 性 催 化 还 原 法
华北东部、东北、华东和华南部分地区，氮当量 贡献接近或超过硫的一半
CMA, 2009
17
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx污染控制的环境效益
一次污染 酸沉降 地表O3 细颗粒物 富营养化
SO2 NOX NH3 VOC 一次 PM
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
18
➢ 控制NOx形成的因素
① 燃烧区温度及其分布 ② 氧浓度：空气－燃料比 ③ 反应时间：燃料及燃烧
产物在火焰高温区和炉 膛内的停留时间 ④ 后燃烧区的冷却程度
25
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
➢ 主要低NOx燃烧技术
传统低NOx燃烧技术
先进低NOx燃烧技术
• 低氧燃烧 • 降低助燃空气预热温度 • 烟气循环燃烧 • 分段燃烧技术 • 再燃技术
热力型NOx减少
38
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
• 接近理论空燃比的空气和燃料形成稳定的一次火焰 • 一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx • 通入分级空气，控制氧的浓度，减少NOx的发生
还原燃料比 例20～30%
39
二、低氮氧化物燃烧技术
锅 炉
空气烟气 混合器
空
去引风机
气
预
热
送风机
器
再循环风机
29
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
③ 烟气循环燃烧
• 不适于固态排渣炉
30
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
④ 分段燃烧技术
• 第一段：氧气不足，烟气温度低，抑制燃料型和热力型 NOx生成
• 第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低， 动力学上限制了NOx的生成
最多20% 最多30%
优点 投资最少 有运行经验
能改善混合和燃烧 中等投资
投资低 有运行经验
缺点 导致飞灰含碳量增加
增加再循环风机
并不是对所有炉膛都适用，有 可能引起炉内腐蚀和结渣，并 降低燃烧效率
四角切圆燃烧器
上下左右摆 动SOFA
偏转二次风
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一次风
夹角大小非常关键 35
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
① 炉膛整体空气分级的低NOx燃烧器
• 改造案例
思考题：设计炉膛整体空气分级的直流低NOx燃烧器关键是什么？
36
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
② 空气分级的低NOx旋流燃烧器(燃烧器分级燃烧)
2005 2002 2002 2002
PM2.5 质量浓度，ug/m3 NO3-，%
145
7.7
95
6.6
57
4.3
100
6
105
6.9
62
5.8
NO3-/SO420.62 0.6 0.59 0.37 0.6 0.33
16
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对酸沉降的影响
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
直流燃烧器三级燃烧技术
40
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
燃料分级燃烧时炉内NOX浓度沿燃烧室长度分布
41
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
各种低NOx燃烧技术的运行效果
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对NO2浓度的影响
NO2柱浓度月 均值的变化 Richter et al., 2008 1996-2007年卫星观测的NO2柱浓度月均值变化趋势
13
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对NO2浓度的影响
2011年城市二氧化氮年均浓度分布
燃尽风喷口
一次风、煤粉 和二次风
保证完全 燃烧
低氧燃烧 抑制NOx
生成
燃尽风风量： 5%～30% 喷嘴位置
31
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
④ 分段燃烧技术
32
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
⑤ 再燃技术
• 在炉膛的特定区域内注入 再燃燃料(占燃料总量的 10%-30%)
污染源
未采取控制措施时的NOX排放系数 平均排放系数
煤 民用（包括商业） 工业及电力
4 kg/t煤 7-18.5 kg/t煤
燃料油 民用（包括商业） 工业 电力
1.4-8.6 kg/1000升油 8.7 kg/1000升油 12.5 kg/1000升油
天然气 民用（包括商业） 工业 电力
1.85 kg/1000m3天然气 3.4 kg/1000m3天然气 6.25 kg/1000m3天然气
NOx去除效 率范围，% 8.6～70.1 32.7～71.9 19.4～80.3 40.0～80.9 17.2～65.4 23.3～70.8 38.1～72.2 11.3～74.4 33.9～65.4 48.2～77.2
NOx平均去除 效率，% 39.2 53.3 45.5 63.4 35.0 36.6 54.9 45.4 45.6 60.5
• 炉膛内整体空气分级 的低氮直流燃烧器
• 空气分级的低氮旋流 燃烧器
• 浓淡偏差型低氮燃烧 器
• 空气/燃料分级低氮燃 烧器
26
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
① 低氧燃烧
• 与燃料种类、燃烧方式以及排渣方式有关 • CO、HC、碳黑产生量增加
最小空气 过剩系数
27
二、低氮氧化物燃烧技术
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 燃烧过程产生的NOx
燃料型NOx 燃料中的固定氮
生成的NOx
瞬时NOx 低温火焰下由于含碳
自由基的存在生成的
…
NOx
热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx
19
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
选 择 性 非 催 化 还 原
电 子 束 法
脉 冲 电 晕 放 电 法
直 流 电 晕 放 电 法
介 质 阻 挡 放 电 法
表 面 放 电 法
氧 化 吸 收 法
络 合 吸 收 法
还 原 吸 收 法
法
思考题：氮氧化物和硫氧化物在性质、来源、影响和控制上的异同？
21
本章主要内容
一．氮氧化物的性质、来源及影响 二．低氮氧化物燃烧技术 三．烟气脱硝技术 四．烟气同时脱硫脱硝技术 五．固定源氮氧化物控制技术评价 六．我国氮氧化物排放控制策略
3
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
➢N
• the 34th most abundant element in crustal rocks, with an abundance of 20ppm
反应 价态 物种
还原 -3 NH3
元素 氧化 氧化
氧化
氧化
与水 反应
与阳离子 反应
锅炉 数量
62 16 16 4 26 15 19 18 3 23
42
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
不同低NOX燃烧技术的NOX排放值比较
43
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
低氮燃烧技术小结
技术名称 低氧燃烧
效果 最多降低20%
烟气再循环 （FGR）
空气分级燃烧 （OFA）
燃烧器布 置形式 墙式 墙式 墙式 墙式 切圆 切圆 切圆 切圆 切圆 切圆
煤种
烟煤 烟煤 亚烟煤 亚烟煤 烟煤 烟煤 烟煤 亚烟煤 亚烟煤 亚烟煤
一次控制技术
低氮燃烧器 低氮燃烧器+燃尽风
低氮燃烧器 低氮燃烧器+燃尽风
强耦合燃尽风 分离燃尽风
低氮燃烧器+燃尽风 强耦合燃尽风 分离燃尽风
低氮燃烧器+燃尽风
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
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 • 降低火焰区的温度峰值，适合燃气锅炉
28
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
③ 烟气循环燃烧
• 适合液态排渣炉、燃油和燃气锅炉
降低氧浓度和燃烧区温度－ 主要减少热力型NOx
• 再燃燃料：天然气；微细 的煤粉(停留时间长)
• 与燃尽风配合使用可减少 60%的氮排放
33
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
⑤ 再燃技术
34
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
① 炉膛整体空气分级的低NOx燃烧器
• 燃尽风量：5-30%，燃煤炉20%
• 减少NOx排放20%-60%
14
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对O3的影响
NO+HC+O2—光照—NO2+O3
15
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对PM2.5的影响
城市
北京 上海 大连 成都 广州 深圳
PM2.5中NO3-的比例
年
1999-2007 2003-2005
➢ N2O
• 单个分子的温室效应为CO2的300倍，并参与臭氧层 的破坏
气体
影响份额,%
来源
CO2
49
CH4
18
CFC11~12
14
化石燃料燃烧、生物焚烧 农业
化学工业
N2O
6
肥料、生物焚烧、化石燃料燃烧
其他（如O3）
13
臭氧
7
一、氮氧化物的性质、来源及影响
2. 受人为活动影响的氮循环
要控制燃料燃烧 产所生有的的N硝O酸x，盐由可于 溶化，为无固法体将，N只O能x转 将释其放还到原大成气N中2并
0 +1 +2 +3 +4 +5
+5
N2
N2O
NO
HONO NO2-
NO2
HNO3 硝酸盐颗 NO3- 粒物
➢ NOx(NOy、NOz)
• N2O、NO、NO2、HONO、NO3、N2O3、N2O4、N2O5 、PAN、RNO3、aerosol NO3
4
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 我国的氮氧化物排放
11
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 我国的氮氧化物排放
非道路交 通 9%
道路交通 17%
其它 2%
电厂 31%
民用炉灶 5%
工艺过程 19%
工业锅炉 17%
12
一、氮氧化物的性质、来源及影响
NO在大气中氧化成 反生N应O成2生，细成进颗H一粒N步物O与3或，水者再
形成酸雨
所有的高温过程，
如闪电和燃烧，均
使 反
应空形气成中N的ON，2 和同O时2
燃料中的部分氮也
转化为NO或者NO2
降雨可去除大气 中在的海N洋O上2，。并海沉洋降 微生物将其还原
成N2或者NH3
在化石燃料形成
所有的硝酸盐均 可溶解，因此沉 降到土地上的硝
本章主要内容
一．氮氧化物的性质、来源及影响 二．低氮氧化物燃烧技术 三．烟气脱硝技术 四．烟气同时脱硫脱硝技术 五．固定源氮氧化物控制技术评价 六．我国氮氧化物排放控制策略
2
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质 2. 受人为活动影响的氮循环 3. 氮氧化物的来源与排放 4. 氮氧化物排放的环境影响 5. 氮氧化物减排措施与途径
NOx = NO + NO2
NOy = NO + NO2 + HNO3 + PAN + HONO + NO3 + N2O5 + RNO3 +NO3-+ …
NOz=NOy–NOx
5
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
➢ NO、NO2
6
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
22
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述 2. 传统低氮氧化物燃烧技术 3. 先进低氮氧化物燃烧技术 4. 低氮氧化物燃烧技术比较
23
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
➢ 控制NOx形成的因素
① 燃烧区温度及其分布
24
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
• 一次火焰区：富燃，N组分析出但难以转化 • 二次火焰区：燃尽CO、HC等
与燃尽风结合可减 少50%以上NOx
37
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
③ 浓淡偏差型低NOx燃烧器
• 富粉流的空气量少，抑制燃料型NOx的生成； • 贫粉流因空气量多，燃料型NOx生成增多，但因温度低，
过程中，动植物 中的氮也被键合
进来
酸盐都溶入土壤
动植物需要N形成蛋白质，
少数微生物和植物使用大
气中的氮，多数动植物依
赖于固定氮
8
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
全 球 氮 氧 化 物 排 放
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 美国的氮氧化物排放
10
20
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
锅炉NOX排放控制技术
燃料脱氮
烟气脱硝
燃烧调整
催 化 还 原
催 化 分 解
液 膜 法
等
法
离 子
体
生 物 法
吸 附 法
吸 收 法
分 级 燃 烧
低 氮 燃 烧
烟 气 再 循
器
环
选 择 性 催 化 还 原 法
华北东部、东北、华东和华南部分地区，氮当量 贡献接近或超过硫的一半
CMA, 2009
17
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx污染控制的环境效益
一次污染 酸沉降 地表O3 细颗粒物 富营养化
SO2 NOX NH3 VOC 一次 PM
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
18
➢ 控制NOx形成的因素
① 燃烧区温度及其分布 ② 氧浓度：空气－燃料比 ③ 反应时间：燃料及燃烧
产物在火焰高温区和炉 膛内的停留时间 ④ 后燃烧区的冷却程度
25
二、低氮氧化物燃烧技术
1. 低氮氧化物燃烧技术概述
➢ 主要低NOx燃烧技术
传统低NOx燃烧技术
先进低NOx燃烧技术
• 低氧燃烧 • 降低助燃空气预热温度 • 烟气循环燃烧 • 分段燃烧技术 • 再燃技术
热力型NOx减少
38
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
• 接近理论空燃比的空气和燃料形成稳定的一次火焰 • 一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx • 通入分级空气，控制氧的浓度，减少NOx的发生
还原燃料比 例20～30%
39
二、低氮氧化物燃烧技术
锅 炉
空气烟气 混合器
空
去引风机
气
预
热
送风机
器
再循环风机
29
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
③ 烟气循环燃烧
• 不适于固态排渣炉
30
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
④ 分段燃烧技术
• 第一段：氧气不足，烟气温度低，抑制燃料型和热力型 NOx生成
• 第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低， 动力学上限制了NOx的生成
最多20% 最多30%
优点 投资最少 有运行经验
能改善混合和燃烧 中等投资
投资低 有运行经验
缺点 导致飞灰含碳量增加
增加再循环风机
并不是对所有炉膛都适用，有 可能引起炉内腐蚀和结渣，并 降低燃烧效率
四角切圆燃烧器
上下左右摆 动SOFA
偏转二次风
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一次风
夹角大小非常关键 35
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
① 炉膛整体空气分级的低NOx燃烧器
• 改造案例
思考题：设计炉膛整体空气分级的直流低NOx燃烧器关键是什么？
36
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
② 空气分级的低NOx旋流燃烧器(燃烧器分级燃烧)
2005 2002 2002 2002
PM2.5 质量浓度，ug/m3 NO3-，%
145
7.7
95
6.6
57
4.3
100
6
105
6.9
62
5.8
NO3-/SO420.62 0.6 0.59 0.37 0.6 0.33
16
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对酸沉降的影响
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
直流燃烧器三级燃烧技术
40
二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
④ 空气/燃料分级的低NOx燃烧器
燃料分级燃烧时炉内NOX浓度沿燃烧室长度分布
41
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
各种低NOx燃烧技术的运行效果
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对NO2浓度的影响
NO2柱浓度月 均值的变化 Richter et al., 2008 1996-2007年卫星观测的NO2柱浓度月均值变化趋势
13
一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对NO2浓度的影响
2011年城市二氧化氮年均浓度分布
燃尽风喷口
一次风、煤粉 和二次风
保证完全 燃烧
低氧燃烧 抑制NOx
生成
燃尽风风量： 5%～30% 喷嘴位置
31
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
④ 分段燃烧技术
32
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
⑤ 再燃技术
• 在炉膛的特定区域内注入 再燃燃料(占燃料总量的 10%-30%)
污染源
未采取控制措施时的NOX排放系数 平均排放系数
煤 民用（包括商业） 工业及电力
4 kg/t煤 7-18.5 kg/t煤
燃料油 民用（包括商业） 工业 电力
1.4-8.6 kg/1000升油 8.7 kg/1000升油 12.5 kg/1000升油
天然气 民用（包括商业） 工业 电力
1.85 kg/1000m3天然气 3.4 kg/1000m3天然气 6.25 kg/1000m3天然气
NOx去除效 率范围，% 8.6～70.1 32.7～71.9 19.4～80.3 40.0～80.9 17.2～65.4 23.3～70.8 38.1～72.2 11.3～74.4 33.9～65.4 48.2～77.2
NOx平均去除 效率，% 39.2 53.3 45.5 63.4 35.0 36.6 54.9 45.4 45.6 60.5
• 炉膛内整体空气分级 的低氮直流燃烧器
• 空气分级的低氮旋流 燃烧器
• 浓淡偏差型低氮燃烧 器
• 空气/燃料分级低氮燃 烧器
26
二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
① 低氧燃烧
• 与燃料种类、燃烧方式以及排渣方式有关 • CO、HC、碳黑产生量增加
最小空气 过剩系数
27
二、低氮氧化物燃烧技术
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 燃烧过程产生的NOx
燃料型NOx 燃料中的固定氮
生成的NOx
瞬时NOx 低温火焰下由于含碳
自由基的存在生成的
…
NOx
热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx
19
一、氮氧化物的性质、来源及影响
5. 氮氧化物减排措施与途径
➢ 固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
选 择 性 非 催 化 还 原
电 子 束 法
脉 冲 电 晕 放 电 法
直 流 电 晕 放 电 法
介 质 阻 挡 放 电 法
表 面 放 电 法
氧 化 吸 收 法
络 合 吸 收 法
还 原 吸 收 法
法
思考题：氮氧化物和硫氧化物在性质、来源、影响和控制上的异同？
21
本章主要内容
一．氮氧化物的性质、来源及影响 二．低氮氧化物燃烧技术 三．烟气脱硝技术 四．烟气同时脱硫脱硝技术 五．固定源氮氧化物控制技术评价 六．我国氮氧化物排放控制策略
3
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
➢N
• the 34th most abundant element in crustal rocks, with an abundance of 20ppm
反应 价态 物种
还原 -3 NH3
元素 氧化 氧化
氧化
氧化
与水 反应
与阳离子 反应
锅炉 数量
62 16 16 4 26 15 19 18 3 23
42
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
不同低NOX燃烧技术的NOX排放值比较
43
二、低氮氧化物燃烧技术
4. 低氮氧化物燃烧技术比较
低氮燃烧技术小结
技术名称 低氧燃烧
效果 最多降低20%
烟气再循环 （FGR）
空气分级燃烧 （OFA）
燃烧器布 置形式 墙式 墙式 墙式 墙式 切圆 切圆 切圆 切圆 切圆 切圆
煤种
烟煤 烟煤 亚烟煤 亚烟煤 烟煤 烟煤 烟煤 亚烟煤 亚烟煤 亚烟煤
一次控制技术
低氮燃烧器 低氮燃烧器+燃尽风
低氮燃烧器 低氮燃烧器+燃尽风
强耦合燃尽风 分离燃尽风
低氮燃烧器+燃尽风 强耦合燃尽风 分离燃尽风
低氮燃烧器+燃尽风
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
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 • 降低火焰区的温度峰值，适合燃气锅炉
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二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
③ 烟气循环燃烧
• 适合液态排渣炉、燃油和燃气锅炉
降低氧浓度和燃烧区温度－ 主要减少热力型NOx
• 再燃燃料：天然气；微细 的煤粉(停留时间长)
• 与燃尽风配合使用可减少 60%的氮排放
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二、低氮氧化物燃烧技术
2. 传统低氮氧化物燃烧技术
⑤ 再燃技术
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二、低氮氧化物燃烧技术
3. 先进低氮氧化物燃烧技术
① 炉膛整体空气分级的低NOx燃烧器
• 燃尽风量：5-30%，燃煤炉20%
• 减少NOx排放20%-60%
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对O3的影响
NO+HC+O2—光照—NO2+O3
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
4. 氮氧化物排放的环境影响
➢ NOx排放对PM2.5的影响
城市
北京 上海 大连 成都 广州 深圳
PM2.5中NO3-的比例
年
1999-2007 2003-2005
➢ N2O
• 单个分子的温室效应为CO2的300倍，并参与臭氧层 的破坏
气体
影响份额,%
来源
CO2
49
CH4
18
CFC11~12
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化石燃料燃烧、生物焚烧 农业
化学工业
N2O
6
肥料、生物焚烧、化石燃料燃烧
其他（如O3）
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臭氧
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
2. 受人为活动影响的氮循环
要控制燃料燃烧 产所生有的的N硝O酸x，盐由可于 溶化，为无固法体将，N只O能x转 将释其放还到原大成气N中2并
0 +1 +2 +3 +4 +5
+5
N2
N2O
NO
HONO NO2-
NO2
HNO3 硝酸盐颗 NO3- 粒物
➢ NOx(NOy、NOz)
• N2O、NO、NO2、HONO、NO3、N2O3、N2O4、N2O5 、PAN、RNO3、aerosol NO3
4
一、氮氧化物的性质、来源及影响
1. 氮氧化物的种类和性质
一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 我国的氮氧化物排放
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
3. 氮氧化物的来源与排放
➢ 我国的氮氧化物排放
非道路交 通 9%
道路交通 17%
其它 2%
电厂 31%
民用炉灶 5%
工艺过程 19%
工业锅炉 17%
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一、氮氧化物的性质、来源及影响
NO在大气中氧化成 反生N应O成2生，细成进颗H一粒N步物O与3或，水者再
形成酸雨
所有的高温过程，
如闪电和燃烧，均
使 反
应空形气成中N的ON，2 和同O时2
燃料中的部分氮也
转化为NO或者NO2
降雨可去除大气 中在的海N洋O上2，。并海沉洋降 微生物将其还原
成N2或者NH3
在化石燃料形成
所有的硝酸盐均 可溶解，因此沉 降到土地上的硝