氮氧化物污染控制技术PPT幻灯片

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3、氮氧化物危害
环境 1.形成酸雾、酸雨 2.影响植物正常生命活动，造成作物产量下降 3.参与破坏臭氧层
O3+NO=NO2+O2 O+NO2=NO+O2
4.间接导致灰霾天气的出现
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4、氮氧化物控制标准
《环境空气质量标准》
GB 3095—2012
《大气污染防治法》
2015.8.29 修订版
《火电厂大气污染物排放标准《》锅炉大气污染物排放标 《石油炼制工业污染物排放
1、选择性催化还原法(SCR)脱 硝
▪ 原理
➢ 以氨作还原剂，通常在空气预热器的 上游注入含NOx的烟气，在含有催化剂 的反应器内被还原成N2和水。
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三种NOx形成机理在煤燃烧过程中对NOx排放总 量的贡献
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三、低氮氧化物燃烧技术
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•锅炉设计与运
源头控制、末端治理
行参数 •运行
燃烧条件
状况 •煤特
性
•燃烧器配制与燃
源头控 制
烧方式 •热力系统设计
低氮氧化 •低空气过剩
物燃烧技
燃烧
术
•烟气循环燃烧
22 •两段燃烧
低空气过剩系数运行技术
➢热力型NOx的生成是一个缓慢的反应过程，随在炉膛内 停留时间增加而增大
➢NO浓度与燃烧气中氮氧的比18例有关，与氧浓度平方根
3、瞬时型
两个重要 反应
CH+N2→HCN+N
CH2+N2→HCN+
NH
瞬时性NOx 生成途径
瞬时型NOx主要产生于HC含量较高、氧浓度较低
的富燃料区，多发生在内燃机的燃烧过程，而在燃煤
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2、氮氧化物来源
我国NOx污染现状及排放特点
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2、氮氧化物来源
我国NOx污染现状及排放特点
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3、氮氧化物危害
人体健康
1.N对O呼X中吸的道N以O及2，肺进部入造人成体严会重 的损害
2.灰成霾二中次的气S溶O胶2和污N染O，2极侵易入形呼 吸道
3. N生O光X化还学可烟以雾与，碳刺氢激化人合的物眼发 ➢睛案及例黏膜
1952年 美国洛杉矶光化 学烟雾事件
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不同浓度的NO2对人体健康的影响
浓度(ppm)
1.0 5.0 10-15 50 80 100-150 200 以上
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
降低NOx的同时减 少了锅炉排烟热损 失，提高锅炉热效 率
CO、HC、碳黑产 生量增多，飞灰中 可燃物质也可增加，
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空气过剩系数对NOX生成 量影响
烟气循环燃烧
采用燃烧产生的部分烟气冷却后，在循环送回燃烧区， 起到降低氧浓度和燃烧区温度的作用，以达到减少NOX 生成量的目的－主要减少热力型NOx；
四、烟气脱硝技术
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▪ 烟气脱硝
➢ 对冷却后的烟气进行处理，以降低NOx的排放量。
▪ 烟气脱硝非常困难，主要问题在于：
➢ 处理烟气体积大 ➢ NOx浓度相当低 ➢ NOx的总量相对较大
▪ 对于火电厂烟气NOx污染控制，目前有 两类商业化的烟气脱硝技术：
➢ 选择性催化还原法(SCR) ➢ 选择性非催化还原法(SNCR)27
➢ 火焰中燃料氮转化为NOX的比例受炉膛温度、过 量空气系数以及燃煤 的品质的影响
➢ 燃料中6ห้องสมุดไป่ตู้％～80％的氮转化为NOx
➢ 燃料中的氮化物氧化成NO是快速的
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2、热力型
在高温下产生NO和NO2的两个重要反应
N2 O2 2NO 1 NO12O2 NO2 2
➢NOx生成量随温度增高而增大，当温度低于1350℃时, 几乎不生成热力NOx
GB 13223—2011
准》
标准》
GB 13217—2014
GB 31570-2015
我国“十三五”期间将执行更为严格的“超低排放”标准，氮氧化物排放量排放 标准将进一步趋严，且减排力度继续加强。
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环境空气质量评价标准浓度限值对比表 （μg/m3）
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二、氮氧化物形成机理
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▪ 燃烧过程中形成的分为三类：
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4 ，其环境循环系统不依
2、氮氧化物来源
自然过程
➢ 固氮菌、雷电等，每年约生成5×108t；
人类活动(>5×107t/a)
➢ 燃料燃烧占90％以上 ➢ 化工生产中的硝酸生产、硝化过程、炸药生
产和金属表面硝酸处理等
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2、氮氧化物来源
➢ 燃料型NOx（Fuel NOx）
✓ 燃料中固定氮生成的NOx
➢ 热力型NOx（Thermal NOx）
✓ 高温下N2与O2反应生成的NOx
➢ 瞬时NO（Prompt NOx）
✓ 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO
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1、燃料型
燃料中的N多为以C—N键存在的有机化合物。理 论上讲，氮气分子中的N≡N键能比有机化合物中 的C—N键能大得多，燃烧时C—N容易分解，经氧 化形成NOx
污染源 煤 ： 民 用 (包 括 商 业 )
工业及电力 燃 料 油 ： 民 用 (包 括 商 业 )
工业 电力 天 然 气 ： 民 用 (包 括 商 业 ) 工业 电力 燃气轮机 移动燃烧源：汽油机
柴油机 硝酸生产工厂
NOx 排 放 系 数
平均排放系数 4 kg/t 煤 7～18.5kg/t 煤 1.4～8.6kg/1000L 油 8.7kg/1000L 油 12.5kg/1000L 油 1.85kg/1000m3 天 然 气 3.4kg/1000m3 天 然 气 6.25kg/1000m3 天 然 气 3.2kg/1000m3 天 然 气 13.6kg/1000L 汽油 26.0kg/1000L 柴油 28.5kg/吨 酸
氮氧化物污染控制技 术
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目录
氮氧化物性质、来源、危害及控 制标准
氮氧化物形成机理 低氮氧化物燃烧技术
烟气脱硝技术
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一、氮氧化物性质、来源及危害
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1、氮氧化物性质
NOx：
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➢ N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、 % N2O5
90
%
➢ 大气中NOx主要以NO、NO2的大形气污式染物存NOx成在分
烟气循环燃烧对降低NOX 的影响
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两段燃烧技术
燃料在接近理论空气量下燃烧
第一段：氧气不足，烟气温度 低，NOx生成量很小
第二段：通入二次空气，CO、 HC完全燃烧，烟气温度低
在低空气过剩系数下，不利的 燃料—空气分布可能出现，这 将导致CO和粉尘排放量增加， 使燃烧效率降低。
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煤两段燃烧对NOX生成量 的影响