优质实用课件推选——氮氧化物污染控制技术
50页1、氮氧化物污染控制技术,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,一、氮氧化物性质、来源及危害,1、氮氧化物性质,NOx: N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 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,其环境循环系统不依赖于其他氮氧化物; NO:大气中NO2的前体物质,形成光化学烟雾的活跃组分; NO2:强烈刺激性,来源于NO的氧化,会转换成硝酸和亚硝酸;,2、氮氧化物来源,自然过程 固氮菌、雷电等,每年约生成5108t; 人类活动(5107t/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 95为NO,其余主要为NO2 由于在环境中NO最终将转化为NO2,因此,估算氮氧化物的排放时都按计算NO2。,2、氮氧化物来源,6,2、氮氧化物来源,我国NOx污染现状及排放特点,7,2、氮氧化物来源,我国NOx污染现状及排放特点,8,3、氮氧化物危害,人体健康 1.NOX中的NO2,进入人体会对呼吸道以及肺部造成严重的
2、损害 2.灰霾中的SO2和NO2极易形成二次气溶胶污染,侵入呼吸道 3. NOX还可以与碳氢化合物发生光化学烟雾,刺激人的眼睛及黏膜,案例 1952年 美国洛杉矶光化学烟雾事件,不同浓度的NO2对人体健康的影响,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 4.间接导致灰霾天气的出现,11,4、氮氧化物控制标准,12,大气污染防治法 2015.8.29 修订版,环境空气质量标准 GB 30952012,火电厂大气污染物排放标准 GB 132232011,锅炉大气污染物排放标准 GB 132172014,石油炼制工业污染物排放标准 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。,13,环境空气质量评价标准浓度限值对比表(g/m3),14,二、氮氧化物形成机理,燃烧过程中形成的分为三类: 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(Promp
3、t NOx) 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO,15,1、燃料型,燃料中的N多为以CN键存在的有机化合物。理论上讲,氮气分子中的NN键能比有机化合物中的CN键能大得多,燃烧时CN容易分解,经氧化形成NOx 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6080的氮转化为NOx 燃料中的氮化物氧化成NO是快速的 燃烧区附近的NO实际浓度显著超过计算的量,原因在于使NO量减少到平衡浓度的下列反应都较缓慢。,16,17,2、热力型,在高温下产生NO和NO2的两个重要反应,18,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 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例有关,与氧浓度平方根成正比 上述反应为可逆反应,化学平衡受温度和反应物化学组成的影响,3、瞬时型,瞬时性NOx 生成途径,19,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,而在燃煤锅炉中其生成量极少。,20,三种NOx形成机理在煤燃烧过程中对NOx排放总量的贡献,2
4、1,三、低氮氧化物燃烧技术,源头控制、末端治理,22,源头控制,燃烧条件,低氮氧化物燃烧技术,煤特性,两段燃烧,热力系统设计,燃烧器配制与燃烧方式,运行状况,低空气过剩燃烧,烟气循环燃烧,锅炉设计与运行参数,低空气过剩系数运行技术,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,从而使燃烧效率下降,23,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;,24,烟气循环燃烧对降低NOX的影响,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。,25,煤两段燃烧对NOX生成量的影响,26,四、烟气脱硝技术,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
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