3-4大气污染及其控制技术-脱硝.ppt

1、1，3.4.9烟气脱硝技术，脱硝技术困难处理烟气体积600MW，200万m3/h NOx浓度相当低的500-1000 ppm(1000mg/m3)NOx总量比较大，t/h，2，1。氮氧化物的生成机制，在煤粉炉中产生的氮氧化物超过90%，NO2占5%-10%，生成机制一般分为以下3种：(1)热型NOx燃烧时，空气中的氮在高温下氧化生成，其生成过程与枝锁无关。生成机制可以用Zeldovich反应式表示。在高温下，总生成式为3，反应速度随反应温度t的增加呈指数增长。在T1500中，每次t增加100，反应速度就会增加6-7倍。也就是说，NO生成将增加6-7倍。煤粉锅炉的温度一般不超过1600，“热NO

2、x”是次要的，一般占总NOx的15%。主要在火焰正面生成，4，(2)快速型NOx快速型NOx是1971年由Fenimore通过实验发现的。碳氢燃料在燃料中燃烧得太浓时，反应古濑车站附近会迅速产生NOx。燃料挥发物中碳氢化合物的高温分解产生的CH自由基可以与空气中的N2反应一起产生HCN和n，与氧产生的速度更快，其形成时间只有60毫秒，产生的量与炉压的0.5平方成正比，与温度几乎没有关系。CH N2HCN N NO生成位置不是火焰的下游，而是由燃烧初始火焰面内部的预混合燃烧生成的。燃煤锅炉中“高速NOx”极少，一般不超过5%。O，5，(3)燃料NOx由燃料中的杂环氮化合物热分解和氧化形成。燃料中

3、氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，因此在600800oC生成燃料型NOx，在煤粉燃烧NOx产物中为7080。在燃料型NOx生成过程中，含有氮的有机化合物通过热分解生成n、CN、HCN、NHi等中间产物组，并氧化成NOx。煤的燃烧过程包括挥发燃烧和焦炭燃烧两个阶段，因此燃料NOx的形成由气相氮的氧化(挥发)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)组成。6，将燃料中的氮分解为挥发性n和焦炭n的图表，以煤粉炉为例，典型燃烧条件下VN氧化生成的NOx占“燃料NOx”的60%，CN的贡献较小。7，2。煤的燃烧方式对排放的影响和减少排放的主要措施，煤的燃烧方式对NO排放的影响的讨论生成规律表明，NO的产生和破坏与以下因

4、素有关：(a)。煤的性质，例如煤的氮含量、挥发性含量、燃料FC/V、V-H/V-N等。(b)燃烧温度。(c)炉内反应古濑车站烟气气氛，即烟气中的氧、氮、NO和CHi含量。(d)燃料和燃烧产物的火焰高温古濑车站和炉内停留时间，8，低NOx排放主要技术措施1。燃烧条件变更：低过剩空气燃烧法、空气等级燃烧法、燃料等级燃烧法、烟气再循环法。2.炉内喷射脱硝：氨和尿素喷雾，水蒸气喷雾，作为二次燃料喷雾。3烟气脱硝：(1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束辐照烟气脱硝)(2)湿法脱硝。9，3。低no燃烧技术，燃烧过程中排出的众多污染物中，NOx是唯一能通过改善燃烧方式减少排出的气体污染物的。低NOx燃烧技术

5、通过改善工作方式或控制燃烧过程，抑制燃烧过程中NOx的生成，达到减少NOx排放的目的。简单易行，初期投资和运营成本远低于烟气净化技术。该技术降低NOx的效果比烟气脱硝技术略低，但是燃烧新设计的烟煤的煤粉锅炉只能通过先进的低NOx燃烧技术措施，将NOx排放浓度比没有限制排放措施的情况下降低60%左右。，10，3。低no燃烧技术、控制炉的NOx生成主要基于降低火焰峰值温度、降低高温地区局部氧浓度、减少高温地区燃料停留时间、抑制热型NOx生成等原理；在燃烧过程的一定阶段，制造燃料丰富的区域，降低局部氧浓度，抑制燃料型NOx的生成；使用燃料作为还原剂，在炉子内的适当位置喷射，将上游火焰中已产生的部分N

6、Ox还原为N2。根据本原则开发的低NOx燃烧技术主要包括浓淡偏差燃烧技术、烟气再循环技术、空气分级燃烧技术、燃料再燃烧技术等。11，3。通过改变燃烧条件来控制燃烧的主要参数，以抑制低noa燃烧技术、生成的NOx的生成或破坏，称为低NOx燃烧技术。3.1低过剩空气燃烧：确保燃烧过程尽可能接近理论风量。但是，氧含量(浓度)为3%时，CO浓度会急剧增加，从而降低热效率。缺氧浓度还可以使炉内的部分地区处于还原性气氛，减少灰熔点引起的炉壁斜线和腐蚀。12、煤粉燃烧初级风比与烟气中粉煤灰碳含量与NOx含量的关系，13，3.2空气分级燃烧：逐步完成燃料燃烧过程。阶段1将气体供应减少70%-75%。第二阶段，

7、通过放置在主燃烧器上的特殊空气喷嘴OFA(Over Fire Air)火焰优势，将完全燃烧所需的剩余空气喷射到炉子上。为了减少排放，确保锅炉燃烧的经济、可靠性，必须适当组织空气等级燃烧过程。14，煤粉燃烧器前壁布置时，OFA(火优势)喷雾灶布置图，15，3.3燃料级燃烧，也称为燃料再燃。使用再燃技术时，火炉可大致分为主燃烧区、再燃区和燃烧区三个区域。主燃烧区是主要燃料释放区。整个燃料的约80%通过主燃烧器送到主燃烧区，该区的过剩空气系数为1。主演所地区发生的NOx和不完全燃烧的燃料随着烟雾离开该地区，进入再烟雾地区。在主燃烧区的火焰峰上，NOx的浓度最高。16，再燃区域是炉内恢复NOx的区域。

8、在主燃烧区的下游，将剩下的20%左右的燃料喷射到再燃烧的古濑车站，这个古濑车站1。再燃燃料热解氧化，形成碳氢化合物产物。进入该地区的活性氮包括在自主燃烧区形成的NOx和用于再燃燃料的燃料氮。17，这些活性氮和生烃(主要是气)反应产生HCN，NHi等中间产物，将主燃烧区产生的大部分NOx还原为N2，除了将一些活性氮还原为N2外，一些氮保持NO的形态。使用煤粉作为再燃燃料，氮也可能以碳和氮的形式离开再燃地区。在再燃地区，NOx的浓度最低。18、燃烧区是炉子的最终燃烧区。在再燃古濑车站上方，相应的空气被送到燃烧室，这个古濑车站1保证剩余燃料的燃烧。一些活性氮在燃烧区域被氧化成NOx，从而恢复NOx浓

9、度，但远低于主燃烧区域NOx的浓度。再燃技术，不仅可以有效还原已生成的NOX，还可以扩大炉内的燃烧区域，降低火焰的峰值温度，NOX的原始生成量也相应减少。19.日本三菱重工业，德国巴布科克，steinmuller，美国能源与环境研究公司(EER)，天然气研究中心(GRI)，匹兹堡能源技术中心(PETC)，研究工程国际(REI)等主要在海外进行研究燃料再燃烧主要使用天然气、煤、生物质。再燃效率可达50p%以上。在美国，再燃技术主要应用于燃煤锅炉，在日本和欧洲，应用于燃煤、燃料、煤气锅炉和固体废物焚烧炉。近年来，日本、美国和欧洲成功地进行了减少燃煤锅炉NOx排放的试点工作。，20，美国匹兹堡的14

10、8兆瓦单位，锅炉燃烧烟煤，进行圆形燃烧的方法，燃烧器为低NOx同轴燃烧系统使用超细煤粉(80%通过325网眼屏输送)，在再燃燃料份额为15%的情况下，NOx排放量可以减少68%。葡萄牙在Vado-Liguire发电厂使用褐煤作为再燃燃料，控制NOx排放低于200mg/Nm3。21、目前我国300MW以上单位均采用空气分级技术，各种低NOx燃烧器也广泛普及，对调节NOx排放有一定效果。使用重新连接技术的优点是可以减少50p%的NOx排放量。可以将烟煤锅炉的NOx降低到400mg/m3以下，将贫煤锅炉的NOx降低到650mg/m3以下，将无烟煤锅炉的NOx降低到1000mg/m3以下。与其他低NO

11、x燃烧技术一起使用，可以获得更好的NOx控制效果。适合我国电站锅炉的再燃燃料是天然气和超细煤粉。煤是电力生产的主要能源，显然，煤用作再燃燃料时，可以为将重新连接技术应用到实际煤粉炉上提供非常有利的条件。高挥发分煤更适合再燃燃料。超细煤粉再燃的还原效率和经济性更高。22，4炉喷射反硝化，本质上，通过恢复在特定温度条件下生成的NOx，可以减少排放。包括注水方法、二次燃烧方法、氨喷射方法。4.1化学药品喷射，但氧化困难的情况下，喷洒臭氧或高锰酸钾是不现实的。4.2喷射辅助燃料，即上述燃料等级燃烧，但辅助燃料不仅仅选择NO反应，而是与氧气反应，提高烟气排放温度。23，4.3氨喷雾(尿素等氨基还原剂)也

12、称为选择性郑智薰催化吸收(SNCR)方法，因为氨仅在烟气中没有反应，一般不与氧气反应。但是，没有催化剂，氨还原仅在9501050的狭窄范围内进行，因此，氨喷射点应选择为与炉上部相对应的位置。炉喷射脱硝，喷涂点必须在9501050之间。浸出的氨和烟混合得好是反硝化还原反应充分进行，使用最小量的氨达到最佳效果的重要条件。24，选择性郑智薰催化脱硝(SNCR)炉壁多层氨注入口位置图，25，注入的氨不能适当反应时，泄漏的氨移动到锅炉尾部加热面，因此烟气粉煤灰不仅容易沉积到加热面，烟气中的氨接触SO3，还会产生硫酸氨(粘滞性、空气预热器容易堵塞，有腐蚀危险)总之，SNCR喷雾氨投资少，成本低，但应用范围

13、小，混合及反应空间、时间条件良好。如果需要高去除率，氨泄漏可能会太大。用26，5烟气处理降低NOx排放的技术，多种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值的最重要、最经济的技术。但总的来说，只排放50%左右。环境法对排放要求越来越严格，应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。5.1干法烟气脱硝由选择性催化脱硝(SCR)、电子束调查及同时脱硫和脱硝法组成，采用催化剂促进还原反应。27，烟气脱硝技术，选择性催化还原法(SCR)催化剂：贵金属，碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应，28，选择性催化还原法(SCR)，29，烟气SCR脱硝使用催化剂促进氨和NOx还原反应。使用钛和氧化铁催化剂时，反应温度为300 400；使

14、用活性焦时，反应温度为100 150。根据催化反应器在锅炉尾部烟囱中的位置，在空气预热器前将摄氏350度的位置(2)置于静电除尘器和空气预热器之间(3)在湿式烟气脱硫装置(FGD)中，在空气预热器前的高分子烟气中放置30，在SCR喷雾氨催化反应器(SCR反应器)中放置3个方案(1)，以及但是，300 oc到500 oc之间的温度适用于大多数催化剂，但寿命取决于以下因素，气体粉煤灰中的Na、k、Ca、Si、As可能会导致催化剂中毒或受到污染：粉煤灰的催化反应器磨损及催化反应器蜂窝堵塞。烟气温度升高会使催化剂烧结或使再结晶失效。烟气温度降低时，氨和SO3生成硫酸铵，防止烟囱。高活性v，Fe催化剂用

15、SO3氧化SO2。32，SCR喷雾氨催化反应器位于空气预热器和esp之间，锅炉，静电除尘器，SCR反应器，空气预热器，NH3罐蒸发器，NH3此时可以使用高活性CATA，结构紧凑，寿命问题：反应堆在FGD后温度只有50-60度，需要加热。和SNCR一样，SCR也要注意控制氨的量。35、SO2、NOx和灰尘集成控制工艺近年来，美国巴布科克威尔科克斯(BW)开发了SNRB技术。其特点是使用一种高温袋式除尘器，结合脱硫、脱硝、粉尘。用烟气喷射钙基或钠基碱性吸收剂脱硫，将高温催化剂喷射到高温陶瓷纤维包中，撒氨脱硝，通过高温脉冲注入白尘。SOx-NOx-RoxBox(SNRB)工艺，36，5.2湿法烟气脱

16、硝同时脱硫脱硝湿系统石灰/石膏法：用生石灰、消石灰和颗粒碳酸钙制造吸收液，添加少量硫酸，将PH调制为4-4.5，洗涤塔的反应如下氟容易溶解在水和碱性水溶液中，因此从气体中去除氟一般常用湿工序。39，含氟化物烟雾的湿法净化一般使用石灰石或生石灰水溶液吸收气体中的氟，产生CaF2沉淀，效率接近100%。含氟化物烟气的干法净化可以使用固体氧化铝作为吸附剂，含氟氧化铝可以用作冶炼铝的原料。干式净化在磷矿石生产磷、磷、磷肥过程中产生的氟化物处理中的应用。干燥法的净化效率为98以上。40、汽车尾气净化汽车尾气的主要污染物有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫氧化物、铅化合物、苯并芘等。目前，大多数国家已经制定的汽车排气标准将