氮氧化物污染控制
固定源氮氧化物污染控制
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
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？
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
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
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
年
PM2.5
质量浓度，ug/m3 NO3-，%
1999-2007
145
7.7
2003-2005
95
6.6
2005
57
4.3
2002
控制氮氧化物排放措施
控制氮氧化物排放措施
1. 使用高效燃烧技术：采用高效燃烧技术，如低氮燃烧技术、脱硝技术、废气再循环技术等，可显著降低氮氧化物排放。
2. 优化燃烧条件：控制燃烧温度和压力，增加燃烧时间和空气预热时间等，可以使燃烧更加充分，从而减少氮氧化物的产生。
3. 使用燃料低氮化：选择低氮燃料，如低氮液化气、低氮天然气等，可以减少氮氧化物的产生。
4. 改善锅炉运行管理：对锅炉进行管理，保证燃烧稳定，清洁炉灶和烟道，以减少氮氧化物的排放。
5. 污染治理设备：使用烟气脱硝、脱硫等污染治理设备，通过化学反应将氮氧化物转化为无害物质。
6. 加强监管和管理：加强对污染源的监管和管理，完善相关法律法规以及执法机制，对违法排放行为进行严厉打击和处罚。
浅谈火电厂氮氧化物排放的控制措施
浅谈火电厂氮氧化物排放的控制措施火电厂是我国能源结构中重要的能源供应来源之一，然而火电厂的运行和排放也带来了环境污染问题。
氮氧化物（NOx）是火电厂排放的主要污染物之一，对大气环境和人体健康都造成了严重的影响。
火电厂必须采取控制措施来减少氮氧化物的排放。
一、改进燃烧技术：燃烧过程是氮氧化物排放的主要来源。
通过改进燃烧技术，可以减少氮氧化物的生成。
比如采用低氮燃烧技术，通过优化燃烧风量、燃烧温度和燃料供应方式等方式，减少废气中的氮氧化物含量。
二、燃烧过程中添加催化剂：在燃烧过程中添加催化剂可以有效地降低氮氧化物的生成。
常用的催化剂有氨水（NH3）、尿素（CO(NH2)2）等。
催化剂通过与氮氧化物发生化学反应，将其转化为无害的氮（N2）和水（H2O），从而达到降低氮氧化物排放的目的。
三、安装烟气脱硝装置：烟气脱硝是一种常用的氮氧化物控制技术。
脱硝装置可以通过将燃烧过程中产生的氮氧化物与氨水等还原剂进行反应，使其转化为无害的氮和水。
常见的烟气脱硝技术包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等。
四、提高能源利用效率：火电厂的能源利用效率越高，其排放的氮氧化物数量就越少。
提高火电厂的能源利用效率，减少能源的浪费，可以有效地降低氮氧化物的排放。
五、加强管理和监控：火电厂应建立科学的排放监测系统，实时监测和记录氮氧化物的排放情况。
并制定严格的排放标准，加强对火电厂的排放管理，确保排放符合环保要求。
加强对火电厂人员的培训和教育，提高员工的环保意识和技能水平。
火电厂氮氧化物排放的控制措施包括改进燃烧技术、燃烧过程中添加催化剂、安装烟气脱硝装置、提高能源利用效率以及加强管理和监控等。
这些措施的实施可以有效地减少氮氧化物的排放，保护环境，改善大气质量，推动可持续能源的发展。
NOx控制技术
PART 2
危害与现状
PART 2
NOx排放会引发一系列的环境污染问题，毒害人类， 危及人类的健康，破坏地球生态环境。NOx危害性
主要包括5个方面。
1、NOx对人体有毒害作用。 2、NOx会产生光化学烟雾。 3、NOx对植物有危害作用。
4、NOx对臭氧层有破坏作用。 5、NOx是形成酸雨的只要污染物。
催化剂与还原剂的选择
PART 4
➢ 还原剂
对于液氨(氨质量分数99%),无论是采取采购还是自行制备,储存条件及设备安 全要求的安全级别最高。氨水(氨质量分数25%)中氨的含量较低,中低安全级别,适 用于普通烟气脱硝工程,但氨水的消耗量大,若采取采购方式,运输氨水的槽车体积 庞大,运输成本较高。尿素是一种颗粒状化肥,安全无毒,只需溶解成为一定浓度的 尿素溶液,喷入炉膛特定位置即可,适用于普通烟气脱硝工程。综合考虑这3种还原 剂的特点, 选用尿素作为还原剂较好。
综合比较
PART 4
项目
SCR工艺
SNCR工艺
SNCR-SCR工艺
反应温度
催化剂 脱硝效率
320~400℃
V2O5-WO3/TiO2 80~90%
800~1100℃
无 30~50%
前段：800~1100℃ 后段：320~400℃
后段少量
60~80%
NH3逃逸 系统压力损失
<2.5 mg/m3
新增烟道部件及催 化剂层造成压力损 失
催化剂与还原剂的选择
PART 4
➢催化剂
用于SCR脱硫工艺的催化剂有贵金属催化剂和普 通金属催化剂，由于贵金属催化剂易与硫发生反应， 而且价格昂贵，因此工程中极少采用；普通金属催 化剂的效率要稍微低一些，要求烟气有较高的温度 （300~430℃）。考虑实际应用，一般采用普通金 属催化剂（V2O5-TiO2）。在V2O5-TiO2催化剂中， V2O5-TiO2是最重要的活性成分，具有较高的脱硫效 率，但同时也促进SO2向SO3转化。TiO2具有较高的 活性和抵抗SO2的性能，作为催化剂载体。
氮氧化物对环境的危害及污染控制技术研究
氮氧化物对环境的危害及污染控制技术研究摘要：氮氧化物不仅会产生一次污染，还会造成严重的二次污染，如形成酸雨、导致温室效应加剧、产生光化学烟雾等。
本文针氮氧化物的排放现状、对环境的危害进行了简单的分析，并且深入探讨了氮氧化物的传统控制技术、选择性催化还原技术（SCR）、选择性催化还原技术（SNCR）、低温等离子体技术、选择性催化氧化技术（SCO），希望研究内容能够为氮氧化物污染防治工作提供一定帮助。
关键词：氮氧化物；环境危害；污染控制前言：受现代工业快速发展影响，氮氧化物的排放量不断增加，严重的环境污染问题因此出现。
近年来我国开展了一系列氮氧化物的控制探索，“脱硝”这一节能减排指标也因此出台。
为有效降低氮氧化物代理的环境危害，正是本文围绕氮氧化物污染控制技术开展具体研究的原因所在。
1.氮氧化物对环境的危害分析1.1现状分析受国情因素影响，我国能源结构中煤炭仍将长期处于主要位置，这正是氮氧化物污染的最主要原因，氮氧化物的主要污染源之一为燃煤电厂，占比在80%左右。
预计2020年，我国氮氧化物的排放量将达到3000万吨。
基于近年来我国颁布的《火电厂氮氧化物防治技术政策》可以了解到，脱硝属于现阶段我国大气污染防治必须完成的重要任务。
火电厂的烟气排放与车辆交通尾气排放占氮氧化物排放量的95%以上，作为一种毒性很强且伴有刺激性气味的气体，NOX会在做为一次污染物时危害人体的健康，而随之形成的NO2、O3则会带来更为严重的危害[1]。
1.2危害分析深入分析氮氧化物对环境的危害可以发现，这种危害主要体现在产生光化学烟雾、破坏臭氧层、引发酸雨、导致温室效应加剧四个方面。
围绕产生光化学烟雾进行分析可以发现，氮氧化物属于主要的光化学烟雾污染源，NO在由高温燃烧产生后会于空气中转化为NO2，在310nm左右波长的太阳光子激发下，产生光化学反应的氮氧化物会分解为氧原子和NO。
氧分子和原子氧会生成氧化剂O3，这一产物会对植物造成损害，具备强烈的刺激性。
2024年火电厂氮氧化物防治技术政策(三篇)
2024年火电厂氮氧化物防治技术政策1总则1.1为贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》，防治火电厂氮氧化物排放造成的污染，改善大气环境质量，保护生态环境，促进火电行业可持续发展和氮氧化物减排及控制技术进步，制定本技术政策。
1.2本技术政策适用于燃煤发电和热电联产机组氮氧化物排放控制。
燃用其他燃料的发电和热电联产机组的氮氧化物排放控制，可参照本技术政策执行。
1.3本技术政策控制重点是全国范围内200MW及以上燃煤发电机组和热电联产机组以及大气污染重点控制区域内的所有燃煤发电机组和热电联产机组。
1.4加强电源结构调整力度，加速淘汰100MW及以下燃煤凝汽机组，继续实施上大压小政策，积极发展大容量、高参数的大型燃煤机组和以热定电的热电联产项目，以提高能源利用率。
2防治技术路线2.1倡导合理使用燃料与污染控制技术相结合、燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施，以减少燃煤电厂氮氧化物的排放。
2.2燃煤电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜、因煤制宜、因炉制宜，依据技术上成熟、经济上合理及便于操作来确定。
2.3低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。
当采用低氮燃烧技术后，氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。
3低氮燃烧技术3.1发电锅炉制造厂及其他单位在设计、生产发电锅炉时，应配置高效的低氮燃烧技术和装置，以减少氮氧化物的产生和排放。
3.2新建、改建、扩建的燃煤电厂，应选用装配有高效低氮燃烧技术和装置的发电锅炉。
3.3在役燃煤机组氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求的电厂，应进行低氮燃烧技术改造。
4烟气脱硝技术4.1位于大气污染重点控制区域内的新建、改建、扩建的燃煤发电机组和热电联产机组应配置烟气脱硝设施，并与主机同时设计、施工和投运。
非重点控制区域内的新建、改建、扩建的燃煤发电机组和热电联产机组应根据排放标准、总量指标及建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝装置。
NOx生成及控制措施
NOx生成及控制措施NOx是一种由氮氧化物组成的污染物，包括氮一氧化物（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们是空气污染问题的重要来源之一，并对人类健康和环境造成严重危害。
因此，减少NOx排放成为目前环境保护的重要任务之一。
本文将探讨NOx生成的原因以及一些常用的控制措施。
首先，让我们来了解NOx的生成机制。
NOx的主要生成途径是燃烧过程中的高温烟气氧化反应。
在高温下，空气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮（NO），随后进一步氧化生成二氧化氮（NO2）。
这个过程通常发生在燃烧设备中，如锅炉、发动机和工业炉等。
此外，雷电、生物过程和土壤释放也可能产生一些NOx。
那么，如何有效地控制NOx的排放呢？下面是一些常用的措施：1. 调整燃烧参数：通过调整燃烧设备的设计和运行参数，可以降低燃烧温度，减少NOx的生成。
例如，使用低氮燃烧器可以减少燃烧过程中的氮氧化物生成。
2. 废气再循环（EGR）技术：EGR技术是一种将部分废气重新引入燃烧区域的方法。
引入的废气中含有较高浓度的氮气，可以稀释燃烧区域中的氧气浓度，从而抑制NOx的生成。
3. 先进的排放控制装置：使用先进的排放控制装置，如选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）系统等，可以在烟气中注入还原剂，将NOx转化为氮气和水。
4. 优化燃料配比：改变燃料的组成和配比，可以减少NOx的生成。
例如，添加还原剂或催化剂，可以促使反应发生在低温下，从而减少NOx的生成。
5. 燃烧过程优化：通过优化燃烧过程，如增加燃烧区域的湍流强度、改变燃烧器的形状和尺寸，可以提高燃料的完全燃烧程度，减少NOx的生成。
6. 供应链管理：优化供应链管理，选择低NOx燃料和原材料，减少NOx的生成。
7. 环境监测和合规法规：建立有效的环境监测系统和合规法规，对NOx排放进行监管和管理，确保企业和个人能够遵守相关的排放限制。
综上所述，NOx的生成是由燃烧过程中的高温烟气氧化反应产生的。
大气污染控制工程第七章固定源氮氧化物污染控制 ppt课件
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3
第二节 燃烧过程中氮氧化物的形成机理
燃烧过程中形成的NOx分为三类。
• 一类为由燃料中固定氮生成的NOx，称 为燃料型NOx(fuel NOx)；
• 二类NOx由大气中氮生成，主要产生于 原子氧和氮之间的化学反应，这种NOx 只在高温下形成，所以称为热力型 NOx(thermal NOx)；
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三、瞬时NO的形成
在燃烧的第一阶段，来自燃料的含碳自由基与氮 气分子发生如下反应：
CH+N2=HCN+N 反生H应C成生N量成与；的NO部原反分子应HN生通CN成过与N与O2。O2反2目反应前应生还，成没增N有加O任，了何部NO简分的化
的模型可以预测这种机理生成NO的量，但是 在低温火焰中生成NO的量明显高于根据泽利 多维奇模型预测的结果。通常将这种机理形成 的NO称为瞬时NO。可以相信低温火焰中形成 的NO多数为瞬时NO。
形成NO的净速率：
d[NO] dt k4[O] k4[NO][N]
NO的总速率：
d[NO] dt k4[O][N2 ] k4[NO][N] k5[N][O2 ] k5[O][NO]
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11
假定N原子以稳定的浓度存在
d[N] dt k4[O][N2 ] k4[NO][N] k-5[NO][O] k5[O2 ][N]
NO+0.5O2=NO2
T/K Kp
300 500
1000 Kp=(pNO2)/(pNO)(pO2)0.5 1500
2000
106 1.2×102 1.1×10-1 1.1×10-2 3.5×10-3
可见，Kp随温度升高而减小，因此低温有利于NO2形成。
降低氮氧化物的方法
降低氮氧化物的方法降低氮氧化物的方法氮氧化物（NOx）是一种空气污染物，它对人类健康和环境产生负面影响。
NOx主要来源于燃烧过程，如汽车、电厂和工厂等。
为了减少NOx排放，许多国家制定了严格的法规和标准。
本文将介绍一些降低NOx排放的方法。
1. 燃料控制燃料控制是降低NOx排放最常用的方法之一。
通过控制燃料中的氮含量来减少NOx的产生。
这可以通过使用低氮燃料、控制燃料进入发动机的时间和数量以及调整发动机的空气/燃料比来实现。
2. 氮氧化物捕获和还原另一种降低NOx排放的方法是使用氮氧化物捕获器和还原剂。
这些技术通常用于柴油车辆中，其中在尾气中添加尿素或其他还原剂以将NOx转化为水和无害气体。
3. 选择催化转换器催化转换器是一种可以降低NOx排放的设备。
它们在汽车尾部的排气管中安装，可以将NOx转化为无害的氮气和水蒸气。
这种方法对于减少汽车尾气中的NOx排放非常有效。
4. 选择低排放车辆选择低排放车辆是降低NOx排放最直接有效的方法之一。
许多汽车制造商已经开始生产低排放车辆，这些车辆使用先进的技术和材料来降低尾气中的污染物。
5. 燃烧控制技术燃烧控制技术是通过改变燃烧过程来降低NOx排放。
这可以通过使用预混合燃料、调整点火时间和增加空气过量等方式实现。
6. 选择清洁能源使用清洁能源是减少NOx排放的最有效方法之一。
清洁能源如太阳能、风能和水力发电等不会产生任何污染物，因此不会对环境造成负面影响。
7. 汽车维护定期维护汽车可以帮助减少NOx排放。
例如更换空气滤清器、更换火花塞、更换发动机油等都可以提高发动机效率并降低尾气中的NOx排放。
结论降低NOx排放的方法有很多，从使用低氮燃料到使用清洁能源。
选择适合自己的方法可以帮助减少尾气中的污染物，保护环境和人类健康。
大气污染控制技术研究进展
大气污染控制技术研究进展近年来，随着城市化进程的加速以及工业化的不断发展，大气污染问题日益突出，给人们的生活环境和健康带来了严重的影响。
为了应对这一问题，全球各地的科研机构和专家们不断致力于大气污染控制技术的研究与开发。
针对这些问题，本文将从氮氧化物控制、可燃性有机物控制和颗粒物控制三个方面，综述大气污染控制技术的研究进展，并展望未来的发展方向。
一、氮氧化物控制技术研究进展氮氧化物（NOx）是一类重要的大气污染物，对大气环境和人体健康带来严重影响。
为了减少NOx的排放量，研究人员提出了多种控制技术，例如选择性催化还原（SCR）技术、选择性非催化还原（SNCR）技术以及低氮燃烧技术。
SCR技术是目前应用最广泛的氮氧化物控制技术之一，它利用催化剂将NOx转化为无害的氮气和水。
而SNCR技术则是通过在高温下加入氨水或尿素来与NOx进行反应，将其转化为氮气和水。
此外，低氮燃烧技术是通过优化燃烧过程中的氧气和燃料比例，减少氮氧化物的生成。
二、可燃性有机物控制技术研究进展可燃性有机物（VOC）是大气污染的重要组成部分，包括挥发性有机物和可燃性气体。
这些物质不仅对空气质量有害，还与光化学烟雾等二次污染物的形成密切相关。
为了有效控制VOC的排放，科研人员开展了许多研究工作。
其中，膜分离技术、活性炭吸附技术以及催化氧化技术得到了广泛的应用。
膜分离技术通过将含有VOC的气体与聚合物膜进行接触，利用渗透和分离机理将VOC从气体中分离出来。
活性炭吸附技术则利用活性炭材料的吸附特性，将VOC从气体中吸附并固定在表面上。
而催化氧化技术则是利用催化剂将VOC转化为无害的水和二氧化碳。
三、颗粒物控制技术研究进展颗粒物是大气污染中重要的污染物之一，对人体的健康有着严重的影响，尤其是细颗粒物（PM2.5）。
为了减少颗粒物的排放，科研人员在传统的污染物控制技术基础上进行了许多改进和创新。
其中，静电捕集技术、湿式脱硫技术以及滤料脱除技术成为了颗粒物控制的主要手段。
控制氮氧化物的生成方法
控制氮氧化物的生成方法
氮氧化物（NOx）是一类对环境和人类健康都具有负面影响的污染物。
在工业
和交通业等活动中产生的NOx，会导致大气污染，气候变化以及健康问题。
因此，寻找控制NOx生成的方法变得至关重要。
数种有效的控制NOx生成的方法可以被用于减轻其对环境的不良影响。
下面
将介绍一些常见的方法：
1. 燃烧控制：优化燃烧过程可以减少NOx的生成。
采用低氮燃烧技术，如燃
烧器预混和燃气再循环等方法，能够有效降低NOx的排放量。
2. 燃烧控制剂：添加燃烧控制剂可降低NOx的生成。
一种常见的控制剂是选
择性催化还原剂（SCR），它在高温下与NOx反应生成无害的氮气和水蒸汽。
3. 燃料改进：改进燃料的配方可以减少NOx的生成。
使用低氮燃料或者添加NOx抑制剂等方法，可以有效降低燃烧过程中NOx的生成。
4. 排放控制设备：安装排放控制设备是降低NOx排放的有效手段。
脱硝装置（DeNOx）和选择性催化还原装置（SCR）等技术能够将NOx转化为无害物质，
并减少其在大气中的释放。
5. 交通管理：在交通拥堵区域实施交通管理措施，如限制行车，提倡使用公共
交通工具等，可以减少机动车的排放，从而降低NOx的生成。
综上所述，控制氮氧化物（NOx）的生成有多种方法可供选择。
通过优化燃烧
过程，使用燃烧控制剂，改进燃料，安装排放控制设备以及实施交通管理措施等方式，我们可以有效降低NOx的排放量，保护环境和人类健康。
氮氧化物在大气中的转化与污染控制
氮氧化物在大气中的转化与污染控制氮氧化物（NOx），是指氮气与氧气在高温和高压的条件下发生反应而生成的一种化合物。
氮氧化物的主要成分是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这两种气体在大气环境中常常被视为一个整体。
氮氧化物的排放量主要来自于人类活动和自然过程，例如人类的交通工具、工厂的废气排放、农业活动以及森林火灾等。
氮氧化物的污染性由于氮氧化物的臭味和刺激性，它们会影响人类的健康和大气环境的质量。
一氧化氮在搭配其他化学物质时还会形成光化学雾，这是一种有毒的气体，会对空气质量产生直接影响。
另外，氮氧化物通过光化学反应会与氢氧自由基、羟基自由基等化合物相互作用，形成更加有害的污染物，如臭氧、硝酸盐颗粒、硫酸盐等。
这些污染物在大气中常常会造成雾霾天气，并对人类和环境造成危害。
氮氧化物在大气中的转化氮氧化物在大气中的传输受到气象条件的影响，氮氧化物的释放位置和气象条件的变化都会对大气污染产生重要的影响。
在大气环境中，氮氧化物的转化主要有以下几种：一、摄氏作用氮氧化物可以在大气中与其他气体分子碰撞，然后会进入化学反应，例如氮氧化物可以被水化为亚硝酸或亚硝酸盐，并会把其他物质氧化为二氧化氮。
二、夜间的有机羟基自由基的反应在气象条件不好的情况下，氮氧化物可能与有机羟基自由基和其他氧气自由基反应，形成更加有害的污染物。
三、和颗粒物的相互作用氮氧化物可以和颗粒物相互作用，形成亚硝酸盐、硝酸盐以及碳酸盐等化合物。
这些有害化合物会随着颗粒物进入到人们呼吸的空气中，对健康产生直接影响。
四、环境颗粒物的吸附与析放氮氧化物在大气环境中可被大气颗粒物吸附，进而进一步转化。
随着颗粒物的析放，污染物也被释放出来，这会导致氮氧化物排放量的增加。
氮氧化物的控制为了减少氮氧化物的污染对大气环境造成的不良影响，需要制定一些有效的控制措施。
在实际工作中，人们采用了以下几种方法：一、化学方式控制化学方式控制的主要方法是氮氧化物还原技术和氮氧化物氧化技术。
固定源氮氧化物污染控制资料
这些热力学数据说明： ① 在室温条件下，几乎没有NO和NO2生 成，并且所有NO转化为NO2 ； ② 在800K左右，NO和NO2生成仍然微不 足道，但NO的生成量已经超过NO2 ； ③ 在常规的燃烧温度(＞1500 K)，有可 观的NO生成，然而NO2的量是微不足道的。
第二节 燃烧过程中氮氧化物的形成机理
图9-5是NOx生成量与烟气中氧量关系的试验 结果。由图可见，低空气过剩系数运行抑制 NOx生成量的幅度与燃料种类、燃烧方式以及 排渣方式有关。需要说明的是，由于采用低空 气过剩系数会导致一氧化碳、碳氢化合物以及 炭黑等污染物相应增多，飞灰中可燃物质也可 能增加，从而使燃烧效率下降，故电站锅炉实 际运行时的空气过剩系数不能做大幅度调整。 因此，在确定空气过剩系数时，必须同时满足 锅炉和燃烧效率较高，而NO等有害物质最少的 要求。
影响燃烧过程中NOx生成的主要因素是燃烧温度、 烟气在高温区的停留时间、烟气中各种组分的浓度 以及混合程度。从实践的观点看，控制燃烧过程中 NO形成的因素包括①空气-燃料比；②燃烧区的温 度及其分布；③后燃烧区的冷却程度；④燃烧器的 形状设计等。各种低NOx燃烧技术就是在综合考虑 了以上因素的基础上发展的。
（9-3） （9-4） （9-5）
应指出O2分解的平衡常数是非常小的， 即使在火焰区温度下，氧原子浓度也非常低； N2分解的平衡常数更小，氮原子浓度实际上可 以忽略。应用化学动力学基本理论，根据
反应式(9-4)形成NO的净速率为：
式中：k4和k-4—分别是反应(9-4)的正逆 反应速度常数。
三、瞬时NO的形成 在燃烧的第一阶段，来自燃料的含碳自 由基与氮气分子发生如下反应： CH+N2 HCN+N （9-14） 反应生成的原子N通过反应(9-5)与氧气 反应，增加了NO的生成量；部分HCN与 氧气反应生成NO，部分HCN与NO反应 生成氮气。
氮氧化物对环境的危害以及污染控制技术
氮氧化物对环境的危害以及污染控制技术/h1我国是以燃煤为主的发展中国家,其能源构成以煤炭为主,消耗量占一次能源消费量的76 %左右。
随着经济的快速发展,煤耗的增加,燃煤造成的大气污染日趋严重,而氮氧化物(NOx) 是其中的主要污染物之一。
近年来,由于机动车拥有量的迅速增长,尾气排放氮氧化物(NOX)也是一个不容忽视的问题。
因此,国家“十二五”期间把氮氧化物(NOX)做为减排指标考核,控制氮氧化物(NOX)排放量已势在必行,。
氮氧化物的来源及危害大气中氮氧化物有N2O.NO.NO2.N2O3.N2O4和N2O5,总起来用NOx表示。
其中污染大气的主要是NO和NO2。
NO毒性不太大,但进入大气后可被缓慢地氧化成NO2,当大气中有O3等强氧化剂存在时,或在催化剂作用下,其氧化速度会加快。
大气中的NOx来源主要有两方面:一方面是由自然界中的固氮菌.雷电等自然过程所产生,每年全球约产生5亿吨,另一方面是由人类活动所产生,每年全球产生量超过5000万吨。
在人类活动产生的NOx中,由各种炉窑.机动车和柴油机等燃料高温燃烧产生的约占90%以上,其次是硝酸生产.硝化过程.炸药生产及金属表面的硝酸处理等过程。
从燃烧系统中排出的NOx95%以上是NO,其余主要为NO2。
由于在环境中NO最终将转化为NO2,因此,估算的NOx 排放量都按NO2计。
NO2的毒性约为NO的5倍。
当NO2参与大气中的光化学反应,形成光化学烟雾后,其毒性更强。
大气中的NOx对人和动植物都有一定的危害。
NO还会导致中枢神经受损,引起痉挛和麻痹。
高浓度NO中毒时,迅速导致肺部充血和水肿,甚至窒息死亡。
NOx与碳氢化合物混合时,在阳光照射下发生光化学反应生成光化学烟雾。
光化学烟雾的成分是光化学氧化剂,它最明显的危害作用是刺激人的眼睛,发生红烟病。
此外,对人的鼻.咽.喉.气管和肺部等呼吸器官也有明显的刺激作用,从而增大呼吸阻力。
光化学烟雾对植物的损害十分严重,严重时使作物减产.树木枯死。
NOx的排放与控制
火山喷发时会释放出大量的NOX气体。
自然森林火灾
森林火灾会产生一定量的NOX排放。
02 NOX排放的影响
对人体健康的影响
短期影响
NOX排放浓度过高时，可引起人体呼吸急促、咳嗽、呼吸困难等不适症状，严重时可能导致窒息。
长期影响
长期接触低浓度的NOX，会增加患慢性阻塞性肺病、哮喘等呼吸道疾病的风险，还可能对心血管系统产 生负面影响。
通过安装在线监测设备， 实时监测企业或车辆的
NOX排放数据。
定期或不定期地采用手 工采样方式，对排放源 进行NOX排放监测。
NOX排放的报告制度
定期报告
要求企业或单位定期提交NOX排放 报告，汇总和分析排放数据。
不定期抽查
对重点排放源进行不定期抽查，核实 其NOX排放数据的真实性。
公示与公开
将NOX排放报告向社会公示，接受 公众监督和评议。
中国大气污染防治行动计划
中国政府实施了大气污染防治行动计划，旨在减少包括NOx在内的 污染物排放，改善空气质量。
国际技术合作与转让
技术交流与培训
通过国际组织、政府间 合作项目和行业协会等 渠道，促进各国在NOx 减排技术方面的交流与 培训。
资金支持
提供资金支持，帮助发 展中国家引进和推广低 NOx排放技术，促进全 球范围内的NOx减排。
对环境的影响
酸雨形成
NOX与水蒸气在大气中反应，生成硝酸和硝酸根离子，这些化合物随雨水降落，导致 酸雨的形成。
光化学烟雾
在阳光的作用下，NOX与其他有机化合物反应，形成光化学烟雾，对大气能见度和空 气质量造成影响。
对气候变化的影响
温室效应
NOX是一种温室气体，其排放会导致大气温度升高，加剧全球气候变暖。
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烟气脱硝技术
1. 选择性催化还原法（SCR）
烟气脱硝技术
1. 选择性催化还原法（SCR）
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
4 N H 3 6 N O 5 N 2 6 H 2 O C O ( N H 2 ) 2 2 N O 0 . 5 O 2 2 N 2 C O 2 2 H 2 O
1
N2
ONO 1
N
(4)
2
N
O2
NO
2
O
(5)
NO生成的总速率
d [ N d t O ] k 4 [ O ] [ N 2 ] k 4 [ N ] [ N O ] k 5 [ N ] [ O 2 ] k 5 [ O ] [ N O ] ( 6 )
热力型NOx 的形成
假定N原子的浓度保持不变
▪ 再生：天然气、CO
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
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，组成反应器。脱硫、
脱硝效率可达95％
·铜氧化 2Cu+O2→CuO
·在399℃ 下吸收SO2 2SO2+O2+2CuO→2CuSO4
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
先进的低NOx 燃烧技术
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
烟气脱硝技术
1. 选择性催化还原法（SCR）
先进的低NOx 燃烧技术
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
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
➢ NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃 组分
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（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
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
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
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
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%。
➢ 同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生
烟气脱硝技术
2. 选择性非催化还原法（SNCR）
烟气脱硝技术
2. 选择性非催化还原法（SNCR）
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NOx ▪ NO/NO2＝1 ，效果最佳
2 N O 2 2 M O H M N O 3 M N O 2 H 2 O N O N O 2 2 M O H 2 M N O 2 H 2 O 2 N O 2 N a 2 C O 3 N a N O 3 N a N O 2 C O 2 N O N O 2 N a 2 C O 3 2 N a N O 2 C O 2 M K ,N a ,C a2 ,M g 2 ,(N H 4 )
d [ d N t] k 4 [O ][N 2 ] k 4 [N ][N O ] k 5 [O ][N O ] k 5 [N ][O 2 ] 0
➢ 得到 [ N ] 稳 态 k 4 [ O k ] [ 4 [ N N 2 O ] ] k k 5 5 [ [ O O ] 2 [ ] N O ]
➢ 催化剂：贵金属、碱性金属氧化物 ➢ 还原反应
4 N H 3 4 N O O 2 4 N 2 6 H 2 O 8 N H 3 6 N O 2 7 N 2 1 2 H 2 O
➢ 潜在氧化反应
4 N H 3 5 O 2 4 N O 6 H 2 O 4 N H 3 3 O 2 2 N 2 6 H 2 O
烟气脱硝技术
烟气脱硝技术 H 2 S O 4 2 N O H S O 4 H 2 O
➢ 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
每 一 次 的 加 油，每 一次的 努力都 是为了 下一次 更好的 自己。 20.11.1920.11.19Thursd ay,Nove mber 19,2020 天 生 我 材 必 有用， 千金散 尽还复 来。09:47:2209:47:22 09:4711 /19/202 09:47:2 2 AM 安 全 象 只 弓 ，不拉 它就松 ，要想 保安全 ，常把 弓弦绷 。20.11 .1909:4 7:2209:4 7Nov-2 019-Nov -20 得 道 多 助 失 道寡助 ，掌控 人心方 位上。 09:47:2 209:47: 2209:47 Thursd ay,Nove mber 1 9,2020 安 全 在 于 心 细，事 故出在 麻痹。 20.11.1920.11.1909:47:2 209:47:2 2Novem ber 19,2020 加 强 自 身 建 设，增 强个人 的休养 。2020年11月 19日上 午9时4 7分20.11 .1920.11 .19 扩 展 市 场 ， 开发未 来，实 现现在 。2020年11月 19日星 期四上 午9时4 7分22秒 09:47:2 220.11.1 9 做 专 业 的 企 业，做 专业的 事情， 让自己 专业起 来。2020年11 月上午 9时47分 20.11.1909:47Novembe r 19,202 0 时 间 是 人 类 发展的 空间。 2020年 11月19日星期 四9时4 7分22秒 09:47:2 219Nov ember 2020 科 学 ， 你 是 国力的 灵魂； 同时又 是社会 发展的 标志。 上午9时 47分2 2秒上午 9时47 分09:47 :2220.1 1.19 每 天 都 是 美 好的一 天，新 的一天 开启。 20.11.1920.11.1909:4709:47:2209:47:22 Nov-20 人 生 不 是 自 发的自 我发展 ，而是 一长串 机缘。 事件和 决定， 这些机 缘、事 件和决 定在它 们实现 的当时 是取决 于我们 的意志 的。2020年11 月19日 星期四 9时47分 22秒Th ursday ,Novem ber 19,2 020 感 情 上 的 亲 密，发 展友谊 ；钱财 上的亲 密，破 坏友谊 。20.11 .192020年11月 19日星期 四9时 47分22 秒20.11 .19
3) 常规燃烧温度（>1500K）下，有可观的NO生成，但NO2 量仍然很小
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90％～95％的NOx以NO的形式存在，主要原因 在于动力学控制
➢ NO/NOx Ratio
boiler
nature gas
0.9～1.0
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
( 1 Y ) c 1 ( 1 Y ) c 1 e x p ( M t )
Y= 1.0 [NO]/ [NO]e
0.5
0 0.5 1 1.5 2.0
Mt
热力型NOx 的形成
各种温度下形成NO的浓度－时间分布曲线
热力型NOx 的形成
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
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
热力型NOx 的形成
平衡常数和平衡浓度
热力型NOx 的形成
平衡常数和平衡浓度
热力型NOx 的形成
上述数据说明：
1) 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
2) 800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已 经超过NO2
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
fast
O,H,OH
Fuel N fast