氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理.
催化法脱出氮氧化物的原理
催化法脱出氮氧化物的原理催化法脱除氮氧化物（NOx）的原理主要是利用催化剂将有害的NOx转化为无害的氮（N2）和水（H2O）。
在催化法脱除NOx中，常用的催化剂包括贵金属催化剂（如铂、钯、铑）、过渡金属催化剂（如钒、铁、钴）、氧化物催化剂（如二氧化钛、硝酸钾、硝酸石墨、过氧化氢）等。
催化法脱除NOx的步骤一般包括催化还原和催化氧化两个过程。
催化还原主要是通过还原剂将氮氧化物（主要是NO和NO2）还原为N2和H2O。
在这个过程中，催化剂起到了关键作用。
高效的催化剂能够提供活性位点，促使还原剂与NOx发生反应。
在还原过程中，还原剂（如氨气、碱金属、柴油等）与NO发生反应，生成无害的氮和水。
氨气是常用的还原剂，当氨气通过催化剂床层时与NOx发生反应，生成氮和水，并且催化剂能够重新催化氨和NO生成NH3，形成反应循环。
催化氧化是将氮氧化物中的NO转化为NO2，进而使其更易被还原为N2和H2O。
这一步骤也需要催化剂的参与。
氧化剂（如空气、O2、H2O2等）在催化剂存在的条件下与NO发生反应，将NO氧化为NO2。
NO2能够更容易地被还原剂还原为无害的氮和水。
因此，在催化氧化过程中，催化剂能够提供催化活性和增加反应速率，从而实现NO的有效转化。
催化法脱除NOx的优点主要体现在以下几个方面：1. 高效性：催化剂能够加速反应速率，降低反应温度，使得脱除NOx的效率更高。
相较于其他方法，催化法能够在较低的温度下进行催化反应，节约能源。
2. 选择性：催化剂能够选择性地将NOx转化为无害的氮和水，避免产生其他有害的化合物。
3. 稳定性：催化剂具有较高的热稳定性和抗毒性，能够在高温和恶劣的工作条件下长期使用。
4. 可再生性：催化剂能够对废气中的NOx进行催化转化后，不会被氧化剂消耗，因此可以循环使用，减少催化剂的消耗。
总之，催化法脱除NOx依靠催化剂的作用，通过催化还原和催化氧化两个过程将有害的氮氧化物转化为无害的氮和水。
nh3脱no的一种mno2催化机理
NH3脱NO的一种MnO2催化机理一、研究背景氮氧化物（NOx）是大气污染物之一，其中NO是汽车尾气和火电厂排放的主要成分之一。
寻找高效的脱氮催化剂成为环境保护领域的热点问题。
NH3脱NO技术是一种有效的脱氮方法，而MnO2被广泛应用于NH3脱NO的催化剂中。
本文将探索NH3脱NO过程中MnO2的催化机理。
二、MnO2的结构特点1. 晶体结构：MnO2主要存在于四种结构类型，分别为α-MnO2、β- MnO2、γ-MnO2和δ-MnO2。
2. 表面性质：MnO2表面具有丰富的氧化还原活性中心，是NH3脱NO反应的关键。
三、NH3脱NO的催化机理1. NH3的吸附与解离2NH3 + MnO2 → N2 + 3H2O + MnO22. NO的吸附与活化NO + MnO2 → N2O + MnO23. NH3与活化NO反应生成N2NH3 + N2O → N2 + 2H2O4. MnO2的再生MnO2 + 1/2O2 → MnO2四、MnO2催化机理的影响因素1. 温度：在适宜的温度下，NH3和NO的反应速率会增加。
2. 压力：合适的压力有利于NH3和NO的吸附和反应。
3. MnO2的结构：不同晶体结构的MnO2对催化作用有所差异。
五、研究展望1. 进一步研究MnO2的晶体结构对NH3脱NO的催化作用的影响。
2. 探索其他金属掺杂MnO2对NH3脱NO的催化作用。
3. 完善NH3脱NO催化机理，为设计更高效的催化剂提供参考。
MnO2作为NH3脱NO的催化剂，其催化机理对环境保护和氮氧化物的净化具有重要意义。
希望本文的探索能够为相关领域的研究提供一定的参考价值。
六、MnO2催化机理的催化作用MnO2是一种典型的氧化还原催化剂，其在NH3脱NO反应中起着至关重要的作用。
在NH3脱NO过程中，MnO2首先与NH3发生吸附和解离，形成NH2和NH以及MnOH和MnO等中间产物。
NH3脱氢生成氮气是NH3脱NO过程的关键步骤。
脱氮工艺流程
脱氮工艺流程脱氮是指通过化学或生物方法将废气中的氮氧化物去除的过程。
氮氧化物是一种对环境和人体健康有害的污染物，因此脱氮工艺在工业生产和环保领域中具有重要意义。
下面将介绍脱氮工艺的流程及相关技术。
一、脱氮工艺的原理。
脱氮工艺主要是通过化学反应或生物降解来去除废气中的氮氧化物。
化学方法包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、吸附法等；生物方法则是利用微生物对氮氧化物进行降解。
不同的工艺适用于不同类型的废气排放，选择合适的脱氮工艺可以有效去除废气中的氮氧化物。
二、脱氮工艺的流程。
1. SCR脱氮工艺流程。
SCR脱氮工艺是将氨气或尿素溶液喷入烟气中，通过与氮氧化物发生化学反应来将其转化为氮气和水。
SCR脱氮系统由氨水喷射系统、反应器和催化剂组成。
烟气经过预处理后进入反应器，在催化剂的作用下与氨气发生反应，从而实现氮氧化物的脱除。
2. SNCR脱氮工艺流程。
SNCR脱氮工艺是在燃烧设备的炉膛内喷射氨水或尿素溶液，通过与氮氧化物发生非催化还原反应来将其转化为氮气和水。
SNCR脱氮系统主要包括氨水喷射系统、混合器和反应器。
燃烧设备的烟气经过预处理后，与喷射的氨水在混合器中充分混合，然后在炉膛内与氮氧化物发生反应，实现脱氮的目的。
3. 生物脱氮工艺流程。
生物脱氮工艺是利用微生物对氮氧化物进行降解，将其转化为无害的氮气。
生物脱氮系统包括生物反应器、微生物培养池和氮氧化物气体处理设备。
废气经过预处理后进入生物反应器，微生物在适宜的环境条件下对氮氧化物进行降解，最终将其转化为氮气。
三、脱氮工艺的关键技术。
1. 催化剂技术。
SCR脱氮工艺中的催化剂是关键技术之一，选择合适的催化剂可以提高脱氮效率和降低能耗。
常用的催化剂包括钒钛催化剂、钒钨催化剂等。
2. 氨水喷射技术。
氨水喷射技术是SCR和SNCR脱氮工艺中的关键技术之一，喷射系统的设计和运行稳定性直接影响脱氮效果。
3. 生物降解技术。
生物脱氮工艺中的微生物培养和反应条件控制是关键技术，通过优化微生物培养条件和反应环境可以提高脱氮效率。
氮氧化物的生成机理及防治措施
燃料型氮氧化物的生成机理
燃料中的氮元素：当燃料中含有氮元素 时，燃烧过程中燃料中的氮与氧气反应
生成氮氧化物。
中间产物生成：燃料燃烧过程中产生的 中间产物，如烃类、醛类、酮类等，与
空气中的氮气反应生成氮氧化物。
针对不同类型的氮氧化物生成机理，可 以采取相应的防治措施。例如，降低燃 烧温度、优化燃烧过程、减少燃料中的 氮元素含量等，都是有效的防治氮氧化
。
富氧燃烧技术：利用纯氧替代 空气作为燃烧氧化剂，降低氮
氧化物的排放。
催化燃烧技术：采用催化剂降 低燃烧反应活化能，实现低温 燃烧，减少氮氧化物的生成。
以上防治措施可根据实际情况 单独或组合使用，以实现氮氧
化物的高效减排。
03 氮氧化物防治政策的现状 与未来趋势
当前主要的政策与法规
环保税法
环保税法中明确规定了氮氧化物 的排放标准和相应的税收制度， 企业超标排放将需要缴纳额外的
物生成的方法。
02 氮氧化物的防治措施
燃烧优化防治措施
01
02
03
燃料选择
选用低氮或无烟燃料，降 低燃烧过程中氮氧化物的 产生。
燃烧参数调整
通过调整燃烧温度、氧气 浓度等参数，减少氮氧化 物的生成。
燃烧器设计
采用先进的燃烧器设计， 实现燃料充分燃烧，降低 氮氧化物的排放。
烟气脱硝防治措施
1 2
政策调整
随着技术进步，政策可能会调整排放标准，更加严格控制氮氧化物排放。同时 ，政策可能会加大对清洁能源的扶持力度，进一步推动能源结构调整。
企业和社会在防治氮氧化物中的责任与角色
企业责任
企业应严格遵守相关法规和政策，积极采用先进的防治技术，减少氮氧化物的排放。同时，企业也应积极参与公 共事务，推动行业间的合作与交流。
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施燃煤电站锅炉是一种常见的能源转换设备，它通过燃烧煤炭释放能量，并将其转化为电力。
锅炉燃烧煤炭过程中会产生大量的氮氧化物（NOx），这对环境和人体健康都带来了严重的影响。
本文将介绍燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理，并提出了一些防治措施。
燃煤电站锅炉氮氧化物主要由两种氮氧化物组成：一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们的形成机理如下：1. 燃烧过程中的热力反应：燃煤电站锅炉中的燃烧过程会使空气中的氮气与煤炭中的氮元素发生反应，生成一氧化氮和二氧化氮。
这是氮氧化物形成的主要途径。
2. 脱氮反应：一氧化氮和二氧化氮在高温环境下会与燃烧产物中的还原剂（如CO、H2等）发生反应生成氮气。
这种反应被称为脱氮反应，通过这种反应可以减少一氧化氮和二氧化氮的排放。
为了减少燃煤电站锅炉氮氧化物的排放，可以采取以下防治措施：1. 技术措施：引入新的燃烧技术，如低氮燃烧技术、超临界燃烧技术等，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的产生量。
还可以采用烟气脱硝技术对烟气进行处理，将氮氧化物转化为无毒的氮气。
2. 设备改造：对燃煤电站锅炉进行改造，增加脱硝装置，以降低氮氧化物的排放。
目前常用的脱硝设备有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等。
3. 燃烧管理：通过优化燃烧工艺、燃烧控制系统和燃烧参数的调整，可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成。
4. 排放控制：对烟气进行净化处理，通过除尘器、脱硫装置等设备去除大部分氮氧化物。
燃煤电站锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物对环境和人体健康都具有潜在的危害。
为了减少其排放，需要采取一系列的技术措施、设备改造、燃烧管理、排放控制和燃料处理等防治措施。
这将有助于改善空气质量和保护人体健康。
NOX形成机理-如何控制NOX浓度
NOX形成机理,如何控制NOX浓度1、NOx的危害：氮氧化物（NOx）是重要的空气污染物质，其产生的途径为燃烧火焰在高温下氮气与氧气的化合，以及燃料中的氮成分在燃烧时氧化而成。
氮氧化物的环境危害有二种，在的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物光化反应，造成光雾及臭氧之二次空气污染;此外氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。
2、NOx生成机理和特点2.1 NOx生成机理在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种：（1）热力型NOx，燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(ZELDOVICH)反应式表示，即O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O在高温下总生成式为N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。
当T<1 500 ℃时,NO的生成量很少,而当T>1 500 ℃时,T每增加100 ℃,反应速率增大6~7倍。
（2）快速型NOx，快速型NOx是1971年FENIMORE通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成NOx，其形成时间只需要60 ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。
（3）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物,在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600~800 ℃时就会生成燃料型NOx。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型NOx的形成也由气相氮的氧化和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。
氮氧化物的产生及转化PPT课件
答案 ②③④正确。
8/2/2024
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三、氨的制法
1、工业制法N2
+
3H2
高温高压 催化剂
2NH3
（人工固氮）
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56
三、氨的制法
2、实验室制法：
①药品： 铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热
②原理： 2NH4Cl +Ca(OH)2 ③装置：
CaCl2+2NH3 +2H2O
与实验室用KClO3和MnO2固体混合加热制O2装置
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
不反应
4NO2+O2+2H2O= 4HNO3
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17
例6 、在一定温度和压强下，装有6mlO2和 6mlNO2混合气的试管倒立于水中，充分反应后， 试管内气体体积剩余多少毫升？
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18
例7 、在一定温度和压强下，装有6mlO2和 30mlNO2混合气的试管倒立于水中，充分反应 后，试管内气体体积剩余多少毫升？
A．N2、NO2、Br2 C．NO2、NO、O2
B．NO2、NO、N2 D．N2、O2、Br2
A
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33
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C
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18 ∶7 或 43 ∶7
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氨气和铵盐
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一、氨的物理性质：
_无__色_刺__激__性___气味，比空气轻。_极_易___溶
H＋＋OH-=H2O
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5、氨水的多重性 ①刺激性（存在NH3） ②挥发性（NH3易挥发） ③不稳定性 可用加热浓氨水制氨气 ④弱碱性
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（a）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为（b）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力次方成正比，与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。
（c）燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说，也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：（1）减少燃烧的过量空气系数；（2）控制燃料与空气的前期混合；（3）提高入炉的局部燃料浓度。
燃烧过程中氮氧化物的形成机理
燃烧过程中氮氧化物的形成机理一、引言随着工业化的快速发展，燃烧过程在人类生活中扮演着越来越重要的角色。
燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)对环境和人类健康造成了极大的危害。
因此，研究燃烧过程中氮氧化物的形成机理，对于减少污染物排放、保护环境具有重要意义。
本文将从理论角度出发，详细阐述燃烧过程中氮氧化物的形成机理。
二、燃烧过程中氮氧化物的形成1.1 氮氧化物的形成途径氮氧化物主要由两种形式存在：一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
在燃烧过程中，这两种氮氧化物的形成途径如下：(1)燃料中的氮元素与氧气在高温下反应生成一氧化氮(NO):N2 + O2 → 2NO(2)一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮(NO2):2NO + O2 → 2NO21.2 影响燃烧过程中氮氧化物形成的主要因素燃烧过程中氮氧化物的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：(1)燃料特性：燃料中的氮含量、燃料中的硫含量、燃料中的微粒直径等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，含氮量较高的燃料在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大；含硫量较高的燃料在燃烧过程中容易产生硫酸盐型氮氧化物；微粒直径较小的燃料在燃烧过程中更容易形成NOx。
(2)空气特性：空气的温度、湿度、氧气浓度等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，空气温度较高、湿度较低、氧气浓度较高时，燃烧过程中氮氧化物的形成可能性较大。
(3)燃烧器结构：燃烧器的形状、尺寸、材料等都会影响燃烧过程中氮氧化物的形成。
一般来说，火焰较宽、焰心较高的燃烧器在燃烧过程中产生氮氧化物的可能性较大。
三、燃烧过程中氮氧化物的形成机理分析2.1 燃料中的氮元素与氧气的反应燃料中的氮元素主要来源于化石燃料，如煤、石油、天然气等。
这些燃料在燃烧过程中，氮元素与氧气发生反应生成一氧化氮(NO)。
这一过程是一个经典的化学反应，其反应式为：N2 + O2 → 2NO在这个反应过程中，燃料中的氮元素和氧气的原子数之比决定了一氧化氮(NO)的产率。
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理：一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（a）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为（b）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力0.5次方成正比，与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。
（c）燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说，也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：（1）减少燃烧的过量空气系数；（2）控制燃料与空气的前期混合；（3）提高入炉的局部燃料浓度。
氮氧化物的形成机制
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20％～80％的氮转化为NOx NO
O,H,OH
O,H,OH
Fuel N fast
HCN
O,H,OH
NHi
fast
fast (i=0,1,2)
NHi slow
NHi,NO
slow
N2
瞬时NO的形成
碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和C2等基团 N 2 HCN NH C2 N 2 2CN
热力型NOx的形成
产生NO和NO2的两个重要反应
N2 O2 2NO 1
NO
1 2
O2
NO 2
2
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
平衡常数和平衡浓度
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NO都转化为NO2
800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO 生成量已经超过NO2
烟气脱硝技术
炉膛内整体空气 分级的低NOx直 先进的低NOx燃烧技术 流燃烧器
空气分级的低 NOx旋流燃烧器
选择性催化还原法 选择性非催化还原法
空气/燃料分级 的低NOx燃烧器
吸收法
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（5×108t/a） 人类活动（5×107t/a） 燃料燃烧占 90％ 95％以NO形式，其余主要为NO2
氮氧化物的生成机理及防治措施
快速型氮氧化物
总结词
快速型氮氧化物是在富燃料燃烧过程中，燃料中的氮化合物快速分解生成的。
详细描述
在富燃料燃烧时，燃料中的氮化合物在燃烧初期快速分解，与氧气反应生成快 速型氮氧化物，如一氧化二氮。这种类型的氮氧化物在燃烧过程中浓度较低。
氮氧化物的生成机理及防治 措施
汇报人： 2024-01-08
目录
• 氮氧化物的生成机理 • 氮氧化物的危害 • 氮氧化物的防治措施 • 氮氧化物排放标准及政策 • 未来研究方向与展望
01
氮氧化物的生成机理
热力型氮氧化物
总结词
热力型氮氧化物主要在高温条件下由空气中的氮气和氧气反 应生成。
详细描述
中国氮氧化物排放标准
中国政府为了控制氮氧化物排放，制定了一系列严格的排放标准。这些标准根据 不同地区和行业的特点，规定了具体的排放限值，并要求企业采取措施降低氮氧 化物排放。
中国氮氧化物排放标准不仅关注单个企业的排放，还注重区域和流域的排放控制 ，以实现整体环境质量的改善。
氮氧化物减排政策与措施
开发高效的氮氧化物控制技术
研发新型的氮氧化物控制技术 ，如催化还原、吸附分离、等 离子体处理等，以提高氮氧化
物去除效率。
针对不同行业和排放源的特 点，开发具有针对性的氮氧 化物控制技术，以满足不同
场景的需求。
加强氮氧化物控制技术的工程 化应用研究，提高技术的可靠 性和稳定性，降低运行成本。
加强国际合作与交流，共同应对氮氧化物污染问题
加强国际间的合作与交流，共同研究和应对氮氧化物污染问题，分享经验 和最佳实践。
第六章 氮氧化物控制原理及技术(10)
低氮燃烧技术 SCR烟气脱硝技术 SNCR烟气脱硝技术 其它烟气脱硝技术
人为排放的NOX９0%以上来源于化石燃料 （煤、石油、天然气）的燃烧过程。
NOx：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，NO与血红蛋白亲 和力强，使血液输氧能力下降，中枢神经 受损。是形成光化学烟雾的活跃组分。
1、反应温度
管式固定床催化反应器， V2O5/TiO2催化剂。
温度升高，还原NOX速 率提高；
温度升高，氨氧化和分 解反应发生。
310℃
止
于
至
善
2、NH3/NOX摩尔比
在310℃条件下：
管式固定床催化反应器， V2O5/TiO2催化剂。
NH3/NOX摩尔比﹤1时， 脱硝率随摩尔比增 加而增加；
NH3投加量过大，发生 氨氧化和氨泄漏（二次
催化剂结构： 蜂窝型、平板型、波纹板型。
几何比表面积大 不易积尘和堵塞
止
于
至
善
止
于
至
善
止
于
至
善
止
于
至
善
止
于
至
善
止
于
至
善
2、过程化学 主要的还原反应：
NH3选择性还原NOX为N2
主反应
4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 4NH3 2NO2 O2 3N2 6H2O
止
于
至
善
第二节 SCR烟气脱硝技术
脱氮处理的原理
脱氮处理的原理脱氮处理是一种将废气中的氮气减少到可接受水平的技术。
它主要应用于工业过程中产生的废气排放中，尤其是在一些化学、冶金和石化工厂。
脱氮处理可以减少氮氧化物（NOx）的生成和排放，从而有效降低大气污染。
脱氮过程主要有三个原理：氧化还原反应、选择性催化还原和吸收法。
下面将分别介绍这三个原理及其工作原理和应用。
第一个原理是氧化还原反应。
在此原理中，氨气（NH3）或尿素（CO(NH2)2）被添加到废气中，与氮氧化物发生氧化还原反应。
氨气或尿素中的氮与氮氧化物中的氮发生反应，产生氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
这个过程被称为选择性非催化还原（SNCR）或选择性催化还原（SCR）。
如果没有添加催化剂，则称为SNCR；相反，如果使用了催化剂，则称为SCR。
SNCR的工作原理是，废气中的氮氧化物与氨气发生反应，生成氮气和水蒸气。
这个反应是通过高温下氧化还原反应来实现的。
温度是一个重要因素，通常在800-1100摄氏度的范围内工作。
此技术的优点是设备简单，投资和运营成本较低。
而缺点是对温度和氨气的投加要求较高，且反应产生的氮氧化物仍然需要处理。
SCR的工作原理是，在废气中添加催化剂（通常是铈催化剂），与氨气发生反应生成氮气和水蒸气。
SCR一般在280-450摄氏度的范围内工作，其优点是具有较高的氮氧化物去除效率，可以达到90%以上。
然而，SCR的设备复杂，运行和维护成本较高。
第二个原理是选择性催化还原。
在此原理中，废气中的氮氧化物与还原剂（如氨气）在存在催化剂的条件下发生反应。
这个反应发生在催化剂表面上，催化剂通常是贵金属（如铂、钯和铑）。
在反应中，氮氧化物与还原剂发生反应，生成氮气和水蒸气。
选择性催化还原的优点是具有较高的氮氧化物去除效率，可实现90%以上的去除效率。
然而，由于催化剂的存在，设备的投资和运营成本较高。
此外，催化剂需要经常更换和再生。
第三个原理是吸收法。
在此原理中，废气中的氮氧化物被吸收到吸收剂中。
NOx的产生机理及排放控制技术
快速型NOx的产生主要与燃烧温度和氧气浓 度有关，高温和高氧浓度条件下更易生成。
02
快速型NOx的生成量通常较低，但在某些特 定条件下，如富燃料燃烧时，其生成量可能
会增加。
04
NOx的排放控制技 术
低氮燃烧技术：通过优化燃烧条件，降低燃烧过程中氮氧化物的生成。
燃料脱氮技术：对燃料进行预处理，降低燃料中的氮含量，从而减少氮氧化物的排 放。
制技术之一。
燃料添加剂： 通过在燃料中 添加特殊的添 加剂，降低烧技术： 通过降低燃烧过 程中的氧气含量， 减少NOx的生成。
燃料分级燃烧技 术：将燃料分成 多个阶段燃烧， 降低燃烧温度， 减少NOx的生成。
废气再循环技术： 将部分废气循环 回到燃烧室，降 低氧气浓度和燃 烧温度，减少 NOx的生成。
吸附法：利用吸附 剂吸附氮氧化物， 再进行脱附和回收 处理
液体吸收法：利用 吸收剂吸收氮氧化 物，再进行再生和 排放处理
NOx排放控制技术 的优缺点
优点：可以减少燃料的氮含 量，从而减少NOx的生成
缺点：技术难度较大，需要 精确控制燃料的成分和反应 条件
优点：燃烧中控制技术可以有效降低NOx的排放，减少对环境的污染。
烟气再循环技术： 将部分冷却的烟 气循环回燃烧区 域，降低燃烧温 度和氧气浓度， 从而减少NOx的
生成。
浓淡燃烧技术： 通过改变燃料和 空气的混合比， 使燃料在缺氧或 富氧条件下燃烧， 降低NOx的生成。
还原燃烧：通过降 低燃烧温度和减少 氧气浓度，减少氮 氧化物的生成
催化还原：利用催 化剂将氮氧化物还 原为氮气和水蒸气
NOx排放控制技术 的发展趋势
电子控制技术： 通过电子控制 系统精确控制 发动机的燃烧
NOx的产生机理及排放控制解读
SCR喷氨法催化剂反应器置于空气预 热器与静电除尘器之间
空气 NH3+空气 NH3
锅炉
NH3储罐 蒸发器
SCR反应器 空气预热器 湿法烟 气脱硫 系统
空气
静电除 尘器
去烟囱
SCR喷氨法催化剂反应器布置在
不同燃煤设备所生成的NOx的原始排放值及为达到 环境保护标准所需的NOx降低率
举例：固态除渣煤粉炉，当要求NOx排放值为650mg/m3时，所需的NOx降低率为36％。
120 100 Ñ » ·² ´ ´ Ì Á õ  ¯ ׺ Å Ã » ú ¯ Â Ä Å ¹ Ý ´ ² Ì Ì ¹ ¬ ³ ý Ô ü º à · Û Â ¯ º Ì Ò ¬ ³ ý Ô ü à º Û ·Â ¯
• 若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉 炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受 热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨 （粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。 • 总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范 围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。 当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。
燃料型NOx的转化率CR
• 定义燃烧过程中最终生成的NO浓度和燃 料中氮全部转化成NO时的浓度比为燃料 型NOx的转化率CR • CR＝【最终生成的NO浓度】÷ • 【燃料全部转化成NO的浓度】 • 试验研究表明，影响CR的主要因素是煤 种特性以及炉内的燃烧条件。
从热力型对、燃料型和快速型三种NOx生成机理可以得出 抑制NOx生成和促使破坏NOx的途径，图中还原气氛箭头 所指即抑制和促使NOx破坏的途径
影
响
闻到臭味 闻到很强烈的臭味 眼、鼻、呼吸道受到强烈刺激 1 分钟内人体呼吸异常，鼻受到刺激 3－5 分钟内引起胸痛 人在 30－60 分钟就会因肺水肿死亡 人瞬间死亡
脱氮工艺原理
脱氮工艺原理脱氮工艺是指通过一系列的化学反应过程，将废水或废气中的氮氧化物转化为无害的氮气或氮化合物的技术方法。
脱氮工艺在环保领域具有重要意义，可以有效减少氮氧化物对大气和水体的污染，保护生态环境。
本文将介绍脱氮工艺的原理及其应用。
脱氮工艺的原理主要包括生物脱氮、化学脱氮和物理脱氮三种方法。
生物脱氮是利用微生物对氮氧化物进行降解和转化，将其转化为氮气或氮化合物。
化学脱氮是通过化学反应将氮氧化物转化为无害物质，常见的方法包括氨法脱硝、尿素法脱硝等。
物理脱氮则是利用物理手段将氮氧化物从废水或废气中分离出来，例如通过吸附、膜分离等方法实现。
生物脱氮的原理是利用微生物对氮氧化物进行还原和氧化反应。
在缺氧或微氧条件下，一些厌氧细菌能够将硝态氮还原为氮气，完成脱氮过程。
而在充氧条件下，一些氧化细菌则能够将氨氮氧化为硝态氮，从而实现脱氮。
生物脱氮工艺具有操作简单、能耗低、无二次污染等优点，广泛应用于废水处理领域。
化学脱氮则是通过化学反应将氮氧化物转化为无害物质。
氨法脱硝是其中的一种常见方法，它利用氨与氮氧化物发生反应，生成氮气和水。
尿素法脱硝则是利用尿素与氮氧化物发生反应，同样可以将氮氧化物转化为氮气和水。
化学脱氮工艺具有反应速度快、适用范围广等优点，被广泛应用于燃煤电厂、钢铁厂等工业领域。
物理脱氮则是利用物理手段将氮氧化物从废水或废气中分离出来。
例如通过吸附剂吸附氮氧化物，再经过再生处理得到氮气。
又如通过膜分离技术，将氮氧化物从废水中分离出来，实现脱氮。
物理脱氮工艺具有操作简便、无化学药剂消耗等优点，适用于一些特殊的废水或废气处理场合。
总的来说，脱氮工艺是通过生物、化学或物理手段将废水或废气中的氮氧化物转化为无害物质的技术方法。
不同的脱氮工艺有着各自的优缺点，应根据具体情况选择合适的脱氮方法。
随着环保意识的增强，脱氮工艺将在未来得到更广泛的应用，为保护生态环境做出更大的贡献。
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氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理:
一、氮氧化物的产生机理
在氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理一般分为如下三种: (a热力型
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich反应式表示。
随着反应温度T的升高,其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时,NO的生成量很少,而当T>1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式
在高温下总生成式为
(b瞬时反应型(快速型
快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用以极快的速度生成,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分,不是主要来源。
(c燃料型NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600-800℃时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N,CN,HCN 和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成,故燃料型的形成也由气相氮的氧化(挥发份和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图
二、低NOx燃烧技术原理
对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说,也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取:
(1减少燃烧的过量空气系数;
(2控制燃料与空气的前期混合;
(3提高入炉的局部燃料浓度。
2热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOx,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取:
(1减小燃烧最高温度区域范围;
(2降低锅炉燃烧的峰值温度;
(3降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:
1、低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOx的生成。
这是一种最简单的降低NOx排放的方法。
一般可降低NOx 排放15~20%。
但如
炉内氧浓度过低(3%以下,会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使锅炉燃烧效率下降。
因此,在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数。
2、空气分级送入炉膛
基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成,采用倒三角的配风方式。
在第一阶段预燃阶段,将从一次风室供入炉膛的空气量减少(相当于理论空气量的80%,使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。
此时密相区内过量空气系数α<1,因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。
因此,不但延迟了燃烧过程,而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
第二阶段:燃烬阶段,为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在密相区中上部及过渡区的专门二次风喷口送入炉膛,与密相区下部在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合,在α>1的条件下完成全部燃烧过程。
这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。
在密相区内的过量空气系数越小,抑制NOx的生成效果越好,但不完全燃烧产物越多,导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。
因此,为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性,必须正确组织空气分级燃烧过程。
3、燃料分级燃烧
在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm 时,会发生NO 的还原反应,重新还原为N2。
利用这一原理,将主要燃料送入密相区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx。
送入密相区的燃料称为一次燃料,其余15~20%的燃料则在主燃烧器的上部送入悬浮区,在α<1的条件下形成很强的还原性气氛,使得在密相区中生成的NOx在悬浮区(再燃区内被还原成氮分子,送入悬浮区的燃料又称
为二次燃料,或称再燃燃料。
在再燃区中不仅使得已生成的NOx得到还原,还抑制了新的NOx的生成,可使NOx的排放浓度进一步降低。
三、低氮燃烧改造措施
1、锅炉NOX初始排放过高的原因
锅炉燃烧不合理,一、二次风没有做到合理分配,炉膛温度局部偏高,氧气浓度偏高,炉内燃烧不均匀,使得锅炉出口NOx含量偏高。
2、技改措施和方法
1控制供煤系统的燃煤颗粒度
保证锅炉入口燃煤粒度控制在8mm以下,以降低锅炉一次风用量。
2二次风的合理分级
降低一次风风量后,可适当增加二次风风量。
原锅炉设有三层二次风入口风管,但由于原锅炉设计一次风量较大,因此二次风管道配置偏小,考虑到降低锅炉燃烧系统改造投资成本,基本维持原有的二次风管道分配;但需要增加二次风管径,在每个二次风管道上设置手动调节门,根据锅炉燃烧情况,调整调节门开度,达到二次风的最佳合理分配。
为了更好的进行分级配风,减少NOx的生成,将原有三层入风口的中间一层进行封堵,在炉膛卫燃带上边沿下部约500mm处,增设二次风管。
除了考虑高度方向的分级,还要求对水平方向进行分级,以达到炉膛氧量分配均匀的目标。
水平方向的二次风分级主要通过适当调整两侧和中间风管管径的办法来实现。
对于目前设计的传统二次风母管前后联络风箱,这部分风箱一般都需要适当扩大,以满足二次风特殊送风比例关系的要求,否则会影响静压风箱或者等压风箱二次风分配原理,不利于二次风取风点的均匀性。
3二次风入口端直管段的确定
为了形成良好的二次风进入炉内的射流喷射效果,保持基本射程而不被扩散,要求二次风入口端的直管段至少为二次风管内径的6~8倍以上,原来不足的要设法予以延长,可以在直
管段前设置大弯曲半径的弯管,达到基本直管段要求。
4二次风喷口、射流水平角度和调节阀门的选择
为了不妨碍二次风形成直线型非扩散射流,采用直管段直接插入炉墙上的二次风喷口中。
在选材时,与高温物料接触的这一小段金属管件,必须选用耐磨抗高温金属材质。
每个二次风分风道,选用手动调节风门。
为了增加二次风在炉膛内的穿透性,提高燃烧效率,适当减少二次风入炉射流的水平夹角。
5尾气再循环
煤进入炽热燃烧的料层之后受热分解,在热分解过程中,煤中含的氮也作为挥发分而气化。
但是温度不同,气化的氮氧化合物占总氮的化合物比例也不同。
温度为800~900℃时,只占总氮的30%,在1000℃时才占50%~60%。
在热分解气化的氮化合物中,主要成分是NH3、HCN和N2,这些中间产物再与含氧化合物反应生成NO。
随着床温不同,他们所占比例也不同。
在通常的床温条件下NH3占相当大的比例。
当温度升高时,NH3含量减少,这是因为在高温条件下NH3分解成N2和H2的结果。
通常NO浓度是指流化床锅炉出口处NO的浓度,没有涉及流化床锅炉内部各处NO的变化情况。
实际上,在布风板附近(约300mm高度,NO浓度因为燃料挥发分的析出氧化急剧达到最大值,然后随高度方向逐渐下降。
在沸腾层表面一定距离后,逐渐稳定在一定的浓度。
这是由于在床层底部给煤集中,空气与燃料分配的比例不均和底部燃烧还不够强烈,底部的气流具有较高的氧浓度,致使NO大量生成。
随着
床层增高,一方面流化床顺苏处于强烈的流化燃烧状态,需要大量氧气,而气泡的分割使床层密相区处于空气不足状态,NO生成量减少。
另一方面流化床内含有大量的NH3、CO、H2等,使已经生成的NO与C、NH3等发生还原反应,NO浓度沿着流化床锅炉高度降低到一个稳定的数值。
因此,尽可能的减少一次风,使床层下部处于缺氧状态,可以减少NO的生成。
但是,由于维持良好流化与控制料层温度的需要,一次风的供入量有最低数值的要求,引入含氧量比较低的尾气混入一次风中,可以在不减少总一次风量的同时减少供入的氧气,料层底部处于缺氧状态,而依然可以维持正常流化,从而显著降低NO的排放。
在控制燃煤颗粒度的条件下,降低锅炉一次风的风量。
同时为了有效减小锅炉一次风含氧量,又满足锅炉一次风流化风量需求,从引风机出口挡板门后增设一台离心风机,将引风机出口净烟气通过加压后,送入锅炉一次风机入口,充当锅炉一次风。
以有效降低一次风含氧量,增加风量分配调节裕度。
四、恒涛公司性能保证
通过锅炉低氮燃烧改造,投标方保证:
1低氮燃烧改造后,锅炉燃烧效率不小于现有水平,锅炉飞灰、渣的残碳含量不大于现运行值;
2不降低现有锅炉运行出力;
3在锅炉满负荷运行时,在不投入炉内喷钙脱硫的情况下,氮氧化物排放浓度不高于220mg/m3(标态,干基,6%O2。