固源氮氧化物污染控制医学知识培训课件.ppt

1、固源氮氧化物污染控制医学知识固源氮氧化物污染控制医学知识2NONO：无色、无味、无臭，微溶于水，在大气中可：无色、无味、无臭，微溶于水，在大气中可 被缓慢氧化为被缓慢氧化为NONO2 2。二、氮氧化物的性质二、氮氧化物的性质NONO2 2 ：红棕色有窒息性臭味的气体，能溶于水。：红棕色有窒息性臭味的气体，能溶于水。N N2 2O O：稍带甜味和香气的无色惰性：稍带甜味和香气的无色惰性气体气体，单个分，单个分 子的温室效应为子的温室效应为COCO2 2的的200200倍，并参与臭氧倍，并参与臭氧 层的破坏。层的破坏。固源氮氧化物污染控制医学知识3三、氮氧化物的危害三、氮氧化物的危害 1 1）对人

2、有致毒作用）对人有致毒作用2 2）对植物有损害作用）对植物有损害作用3 3）参与形成光化学烟雾，形成酸雨参与形成光化学烟雾，形成酸雨 固源氮氧化物污染控制医学知识4不同浓度的不同浓度的NONO2 2对人体健康的影响对人体健康的影响(411mg/m3)固源氮氧化物污染控制医学知识5四、氮氧化物排放情况（美国）四、氮氧化物排放情况（美国）固源氮氧化物污染控制医学知识6五、五、NOx排放法规排放法规早期：汽车尾气早期：汽车尾气现在：电站锅炉现在：电站锅炉固源氮氧化物污染控制医学知识7五、氮氧化物控制方法五、氮氧化物控制方法 1.燃料脱氮；燃料脱氮；2.改进燃烧方式和生产工艺；改进燃烧方式和生产工艺；

3、3.烟气脱硝。烟气脱硝。源头控制源头控制尾部（末端）控制尾部（末端）控制固源氮氧化物污染控制医学知识81 1、热力型、热力型NONOx x 高温下空气中高温下空气中N N2 2与与O O2 2反应生成的反应生成的NONOx x9-2 9-2 燃烧过程燃烧过程NOx的形成机理的形成机理NONOx x分类分类:2 2、燃料型、燃料型NONOx x 燃料中的固定氮生成的燃料中的固定氮生成的NONOx x。3 3、瞬时、瞬时NONO低温火焰下由于燃料中的碳氢化合物的存在生成的低温火焰下由于燃料中的碳氢化合物的存在生成的NONO。NO占占9095%，二氧化氮占，二氧化氮占5%-10%固源氮氧化物污染控制

4、医学知识9一、热力型一、热力型NONOx x的形成的形成1 1、机理、机理 捷里多维奇捷里多维奇(Zeldovich)(Zeldovich)反应式表示反应式表示 NNONO2 在高温下总生成式为在高温下总生成式为2222212NOONONOON上述反应的化学平衡受温度上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响和反应物化学组成的影响ONOON2 MO2MO2 固源氮氧化物污染控制医学知识10平衡时平衡时NO浓度随温度升高迅速增加浓度随温度升高迅速增加1 1）NONO生成量与温度的关系（表生成量与温度的关系（表9 93 3）增大增大固源氮氧化物污染控制医学知识11氧浓度增加氧浓度增加2 2）N

5、ONO生成量与初始组成的关系（表生成量与初始组成的关系（表9 94 4）初始组成中氧浓度越高，平衡时初始组成中氧浓度越高，平衡时 NO浓度越高浓度越高固源氮氧化物污染控制医学知识123）NO、NO2之间的转化之间的转化 表表95,表表96室温室温减小减小固源氮氧化物污染控制医学知识13 有关结论：有关结论：a)a)室温条件下，几乎没有室温条件下，几乎没有NONO和和NONO2 2生成，并且所生成，并且所有的有的NONO都转化为都转化为NONO2 2（表（表9-39-3，9-59-5）。）。b)b)800K800K左右，左右，NONO与与NONO2 2生成量仍然很小，但生成量仍然很小，但NONO

6、生生成量已经超过成量已经超过NONO2 2（表（表9-6）。）。c)c)常规燃烧温度（常规燃烧温度（1500K1500K）下，有可观的）下，有可观的NONO生成，生成，但但NONO2 2量仍然很小量仍然很小（表（表9-6）。热力型主要为热力型主要为NO（9095）固源氮氧化物污染控制医学知识143 3）热力型）热力型NONOx x形成的动力学形成的动力学ZeldovichZeldovich模型模型 由由Zeldovich理论按化学动力学可导出理论按化学动力学可导出NO生成的总速率生成的总速率O+N2k1k-1NO+NNO+Nk2k-2N+O2NO+ONO+O)RT542000exp(ON103

7、dtNOd2/12214 其中：其中：O2、N2、NOO2、N2、NO的浓度，的浓度，mol/m3;T绝对温度，绝对温度，K;t时间，时间，s；MO2MO2 固源氮氧化物污染控制医学知识15烟气在高温区停留时间的延长可使烟气在高温区停留时间的延长可使NOx生成量增加。生成量增加。固源氮氧化物污染控制医学知识16在各种温度下在各种温度下NONO浓度随时间的变化曲线浓度随时间的变化曲线(N(N2 2O O2 24040：1)1)固源氮氧化物污染控制医学知识17综上，控制综上，控制NONO生成量的方法：生成量的方法：（1 1）降低燃烧温度；）降低燃烧温度；（2 2）降低氧气浓度；）降低氧气浓度；（3

8、 3）使燃烧在远离理论空气比的条件下进行；）使燃烧在远离理论空气比的条件下进行；（4 4）缩短在高温区的停留时间。）缩短在高温区的停留时间。固源氮氧化物污染控制医学知识18二、瞬时二、瞬时NO的形成的形成 1、生成机理、生成机理 a、碳氢化合物燃烧时，特别是碳氢化合物燃烧时，特别是富燃燃料燃烧富燃燃料燃烧时，分解出时，分解出大量的大量的CHCH、CHCH2 2和和C C2 2等离子团，它们破坏燃烧空气中的等离子团，它们破坏燃烧空气中的N N2 2分子分子键，发生如下反应：键，发生如下反应：22222C HNH C NNC HNH C NN HCN2C N上述反应活化能很小，反应速度很快。上述反

9、应活化能很小，反应速度很快。固源氮氧化物污染控制医学知识19 b b、火焰中存在大量、火焰中存在大量O O、OHOH等原子基团，与上述产物反应等原子基团，与上述产物反应2222H C NO HC NHOC NOC ON OC NOC ONN HO HNHON HON OHNO HN OHNON OO 通常：低温火焰中形成的通常：低温火焰中形成的NO多为瞬时多为瞬时NO，受温度影响，受温度影响不大（图不大（图9-4）。）。保持足够的氧供应量是降低瞬时保持足够的氧供应量是降低瞬时NO的生成的有效途径。的生成的有效途径。氰基胺类固源氮氧化物污染控制医学知识20三、燃料型三、燃料型NONOx x的形成

10、的形成 机理：燃料中的机理：燃料中的N N通常以通常以CNCN键存在，键存在，CNCN键的键键的键 能较能较NNNN小，燃烧时容易分解，经氧化形小，燃烧时容易分解，经氧化形 成成NONOx x。CN CN键键能键键能25.325.3636310107J/mol/mol NN NN键能键能94.594.5107 7J/mol固源氮氧化物污染控制医学知识21 在生成燃料型在生成燃料型NOxNOx过程中，首先是含有氮的有过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生机化合物热裂解产生N N，CNCN，HCNHCN等中间产物基团，等中间产物基团，然后再氧化成然后再氧化成NOxNOx 。由于煤的燃烧过程由挥

11、发分燃烧和焦炭燃烧由于煤的燃烧过程由挥发分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两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发分）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两化（挥发分）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。部分组成。固源氮氧化物污染控制医学知识22煤粒N挥发分挥发分挥发分N N焦炭焦炭焦炭N NNON2N2燃料中氮分解为挥发分燃料中氮分解为挥发分N和焦炭和焦炭N的示意图的示意图固源氮氧化物污染控制医学知识23从对热力型、燃料型和瞬时型三种从对热力型、燃料型和瞬时型三种NOxNOx生成机理可以得出抑制生成机理可以得出抑制NOxNOx生成和促使生成和促使破坏破坏NOxN

12、Ox的途径，图中还原气氛箭头所指即抑制和促使的途径，图中还原气氛箭头所指即抑制和促使NOxNOx破坏的途径破坏的途径氧化气氛空气N2NOx杂环氮化物烃生成物 CH，CH2烃生成物中结合的氮氰(HCN,CN)氰氧化物(OCN,HNCO)氨类(NH3,NH2，NH，N)N2ONOxHN2还原气氛空气中的氮燃料中氮的转换NO再燃烧Zeldovich机理固源氮氧化物污染控制医学知识24三种机理对NO排放的贡献固源氮氧化物污染控制医学知识25探讨生成规律可以知道，探讨生成规律可以知道，NOxNOx的生成及破坏与以下因素有关：的生成及破坏与以下因素有关：(a)(a)煤种特性，如煤的含氮量，挥发分含量，燃料

13、比等。煤种特性，如煤的含氮量，挥发分含量，燃料比等。(b)(b)燃烧温度。燃烧温度。(c)(c)炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NONO 和和CHiCHi的含量。的含量。(d)(d)燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。固源氮氧化物污染控制医学知识269-3 9-3 低低NOx燃烧技术原理燃烧技术原理1、低氧燃烧（、低氧燃烧（=1.171.20）使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行。使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行。一、传统的低一、传统的低NONOx x燃烧技术燃烧

14、技术优点：降低优点：降低NOx的同时提高锅炉热效率的同时提高锅炉热效率缺点：缺点：CO、HC、碳黑产生量增加、碳黑产生量增加固源氮氧化物污染控制医学知识27固源氮氧化物污染控制医学知识28 2.2.降低助燃空气预热温度降低助燃空气预热温度减少热力型减少热力型NONOx x固源氮氧化物污染控制医学知识29 将部分烟道气抽回，令其与燃烧用的空气或燃将部分烟道气抽回，令其与燃烧用的空气或燃料混合，一起进入燃烧室。料混合，一起进入燃烧室。3.3.烟气循环燃烧烟气循环燃烧 固源氮氧化物污染控制医学知识30 降低氧浓度和燃烧区温度，主要减少热力型降低氧浓度和燃烧区温度，主要减少热力型NONOx x。烟气循

15、环率烟气循环率25%40%固源氮氧化物污染控制医学知识314.两段燃烧技术两段燃烧技术n第一段：富燃第一段：富燃,氧气不足，氧气不足，烟气温度较低，烟气温度较低，NOx生生成量很小。成量很小。n第二段：二次空气，第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度完全燃烧，烟气温度较低较低。固源氮氧化物污染控制医学知识32三、先进的低三、先进的低NONOx x燃烧器技术燃烧器技术 原理：低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术原理：低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术n1.1.炉膛内整体空气分级的低炉膛内整体空气分级的低NONOx x直流燃烧器直流燃烧器o炉壁设置助燃空气（炉壁设置助燃空气（OFA:Over

16、 Fire Air OFA:Over Fire Air，燃尽风、，燃尽风、火上风）喷嘴火上风）喷嘴o类似于两段燃烧技术类似于两段燃烧技术 主燃区：主燃区：较低，抑制较低，抑制NOxNOx生成；生成；燃尽风口：助燃空气，保证燃料完全燃烧。燃尽风口：助燃空气，保证燃料完全燃烧。固源氮氧化物污染控制医学知识33 2.2.空气分级的低空气分级的低NONOx x旋流燃烧器旋流燃烧器 原理：将燃料的燃烧分阶段完成，第一阶段减少供原理：将燃料的燃烧分阶段完成，第一阶段减少供气气 量到量到70%-75%70%-75%；第二阶段将完全燃烧所需的；第二阶段将完全燃烧所需的其其 余空气通过布置在主燃烧器上方的专门空

17、气余空气通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷喷 口口“火上风火上风”喷入炉膛。喷入炉膛。（1 1）一次火焰区：富燃，含氮组分析出）一次火焰区：富燃，含氮组分析出 但由于缺氧、高但由于缺氧、高COCO、CHCH浓度使其难以转化浓度使其难以转化（2 2）二次火焰区：燃尽）二次火焰区：燃尽COCO、HCHC等等固源氮氧化物污染控制医学知识34固源氮氧化物污染控制医学知识353.空气空气/燃料分级的低燃料分级的低NOx燃烧器燃烧器空气和燃料均分级送入炉膛空气和燃料均分级送入炉膛燃烧分为三个区域：燃烧分为三个区域：（1 1）一次燃烧区：氧化性或稍还原气氛（）一次燃烧区：氧化性或稍还原气氛（1）；）；（2

18、2）第二燃烧区（再燃区）还原性气氛）第二燃烧区（再燃区）还原性气氛（1），燃料完全燃烧。），燃料完全燃烧。固源氮氧化物污染控制医学知识36固源氮氧化物污染控制医学知识379-4 9-4 烟气脱硝技术烟气脱硝技术一、脱硝技术的难点一、脱硝技术的难点 处理烟气体积大处理烟气体积大 NOx浓度相当低浓度相当低 NOx的总量相对较大的总量相对较大固源氮氧化物污染控制医学知识38表表1 1各种各种NOxNOx控制技术的脱硝效率控制技术的脱硝效率项目项目NOxNOx控制技术控制技术脱硝效率脱硝效率%NOxNOx控制极限控制极限低低NOxNOx燃烧技术燃烧技术低低NOxNOx燃烧器燃烧器20204040各种

19、低各种低NOxNOx燃烧技术组燃烧技术组合，可将合，可将NOxNOx排放浓度排放浓度降低到降低到350mg/Nm3350mg/Nm3空气分级空气分级20204040燃料再燃燃料再燃50507070燃烧优化系统燃烧优化系统10103030受制于硬件设备受制于硬件设备烟气脱硝技术烟气脱硝技术SCRSCR959550mg/Nm350mg/Nm3SNCRSNCR20204040取决于入口取决于入口NOxNOx浓度浓度SNCR/SCRSNCR/SCR40406060固源氮氧化物污染控制医学知识39二、二、催化转化法脱硝催化转化法脱硝 A A 选择性催化还原法选择性催化还原法（selective cata

20、lytic reduction,SCR）利用利用NH3作还原剂作还原剂，在较低温度和催化剂作用下，在较低温度和催化剂作用下，NH3有选择地有选择地将废气中的将废气中的NOX还原成还原成N2。固源氮氧化物污染控制医学知识401.还原剂还原剂（1）液氨）液氨 投资少，运行费用低，但属危险化学品。投资少，运行费用低，但属危险化学品。（2）氨水）氨水 浓度浓度2025，氨水通过加热蒸发，形成氨气和水蒸气，送至烟气系，氨水通过加热蒸发，形成氨气和水蒸气，送至烟气系统，费用高。统，费用高。（3）尿素）尿素 (NH 2)2CO+H2O 2NH3(g)+CO2(g)美国FuelTiech公司的尿素热解治氨工艺

21、。固源氮氧化物污染控制医学知识41固源氮氧化物污染控制医学知识422.2.催化剂催化剂贵金属贵金属 Pt、Rh及及Pd等等/Al2O3金属氧化物金属氧化物 V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MgO、MoO3和和NiO等金属氧化物或其联合作用的混合物等金属氧化物或其联合作用的混合物 载体：载体：TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2及活性炭。及活性炭。沸石分子筛金属离子交换沸石沸石分子筛金属离子交换沸石固源氮氧化物污染控制医学知识43三类催化剂的基本区分三类催化剂的基本区分分类分类举例举例温度范围（温度范围（）特性特性中温中温V2O5/TiO2260425应用广泛，有较长应用广

22、泛，有较长的运行经验、抗二的运行经验、抗二氧化硫的侵蚀能力氧化硫的侵蚀能力较好较好高温高温沸石分子筛沸石分子筛345590高脱硝率、低氨逃高脱硝率、低氨逃逸率、抗二氧化硫逸率、抗二氧化硫的侵蚀能力强的侵蚀能力强低温低温贵金属催化剂贵金属催化剂150300很窄的反应温度范很窄的反应温度范围、抗二氧化硫侵围、抗二氧化硫侵蚀能力差蚀能力差燃煤电站燃煤电站SCR系统最系统最常用的催化剂常用的催化剂柴油机的排放柴油机的排放控制控制具有较高温度的燃气电厂和具有较高温度的燃气电厂和内燃机内燃机SCR系统系统固源氮氧化物污染控制医学知识44副反应：副反应：OH6N4O3NO4NH42223 OH6N2O3NH

23、42223 OH6NO4O5NH4223 3、主要反应、主要反应OH12N7NO6NH82223 350 350 450 450固源氮氧化物污染控制医学知识454、SCR工艺布置工艺布置o高尘区高尘区SCR(HD-SCR)-SCR(HD-SCR)-省煤器和空气预热器之间省煤器和空气预热器之间o低尘区低尘区SCR(LD-SCR)SCR(LD-SCR)电除尘器之后电除尘器之后o尾部尾部SCR(TE-SCR)-SCR(TE-SCR)-湿法烟气脱硫塔之后湿法烟气脱硫塔之后 固源氮氧化物污染控制医学知识46SCR反应器末端布置反应器末端布置 固源氮氧化物污染控制医学知识47优点优点:锅炉烟气经过除尘脱硫

24、后，可采用更大烟气流速和空速，锅炉烟气经过除尘脱硫后，可采用更大烟气流速和空速，从而使催化剂的消耗量大大的减少；从而使催化剂的消耗量大大的减少；氨的逃逸量是最少的，并且不会腐蚀构筑物（烟囱采用防腐氨的逃逸量是最少的，并且不会腐蚀构筑物（烟囱采用防腐 烟囱）；烟囱）；不会产生不会产生SO3，防止二次污染。，防止二次污染。缺点缺点:一定要设置烟气再热系统，增加了投资和运行成本；一定要设置烟气再热系统，增加了投资和运行成本；很难找到符合反应条件的催化剂。很难找到符合反应条件的催化剂。固源氮氧化物污染控制医学知识48低粉尘布置的低粉尘布置的SCR工艺工艺固源氮氧化物污染控制医学知识49优点优点:粉尘浓

25、度降低，可以延长催化剂的使用寿命；粉尘浓度降低，可以延长催化剂的使用寿命；缺点缺点:(1)与高粉尘布置一样，烟气中含有大量的与高粉尘布置一样，烟气中含有大量的SO2，氧化后生成难处，氧化后生成难处 理的理的SO3，并可能与泄漏的氨生成腐蚀性很强的硫酸氨（或者硫，并可能与泄漏的氨生成腐蚀性很强的硫酸氨（或者硫酸氢氨）盐物质；酸氢氨）盐物质；(2)国内没有运用经验，并且国外可供参考的工程实例也比较少。国内没有运用经验，并且国外可供参考的工程实例也比较少。固源氮氧化物污染控制医学知识50高粉尘布置的高粉尘布置的SCR 固源氮氧化物污染控制医学知识51优点：优点：由于反应温度较高由于反应温度较高(30

26、0500)，可选择的催化剂，可选择的催化剂 的种类较多；的种类较多；相对于末端布置来说省去了烟气再热系统，从而节省了投相对于末端布置来说省去了烟气再热系统，从而节省了投 资和运行成本；资和运行成本；早已完成工业化运用，并且已有早已完成工业化运用，并且已有20多年的运行经验，是多年的运行经验，是 目前火电厂烟气脱硝广泛采取的工艺。目前火电厂烟气脱硝广泛采取的工艺。固源氮氧化物污染控制医学知识52缺点缺点:粉尘浓度较高，对粉尘浓度较高，对催化剂的冲刷和磨损较大催化剂的冲刷和磨损较大；省煤器是与锅炉本体相连，对于大型机组，省煤器是与锅炉本体相连，对于大型机组，SCR反应器反应器 的重量比较大，一般要

27、设置独立的的重量比较大，一般要设置独立的SCR反应器的支撑钢反应器的支撑钢 架，架，涉及到涉及到锅炉的重新调整和负荷重新计算的问题；锅炉的重新调整和负荷重新计算的问题；腐蚀性很强的硫酸氨腐蚀性很强的硫酸氨（或者硫酸氢氨）盐物质的生成；（或者硫酸氢氨）盐物质的生成；且流程较长，且流程较长，容易腐蚀后续的空气预热器和静电除尘器。容易腐蚀后续的空气预热器和静电除尘器。固源氮氧化物污染控制医学知识53以液氨为还原剂的以液氨为还原剂的SCR系统图系统图 5、SCR系统图系统图SCR系统脱硝率约为：系统脱硝率约为：6090。固源氮氧化物污染控制医学知识546 6、影响、影响SCRSCR脱硝技术的因素：脱硝

28、技术的因素：催化剂催化剂反应温度反应温度烟气在反应器内的空间速度烟气在反应器内的空间速度氨气输入量氨气输入量固源氮氧化物污染控制医学知识55温度温度-温度对脱硝效率的影响取决于催化剂，对应每种催化剂温度对脱硝效率的影响取决于催化剂，对应每种催化剂 皆有最适宜的温度范围皆有最适宜的温度范围 SCR反应温度对反应温度对NOx脱除率的影响脱除率的影响 钒钛催化剂，320420.固源氮氧化物污染控制医学知识56空速空速-对于给定的反应装置，空速大意味着单位时间内通过对于给定的反应装置，空速大意味着单位时间内通过 催化剂的烟气多，烟气在催化剂上的停留时间短催化剂的烟气多，烟气在催化剂上的停留时间短.（时

29、间的倒数）（时间的倒数）停留时间对停留时间对NOx脱除率的影响脱除率的影响 效率在6090时，空速在22007000h-1固源氮氧化物污染控制医学知识57NH3/NOx摩尔比摩尔比 脱硝效率和脱硝效率和NH3逸出量与逸出量与NH3/NOx摩尔比的关系摩尔比的关系 固源氮氧化物污染控制医学知识58 国内国内已投运的烟气脱硝电厂：已投运的烟气脱硝电厂：o福建漳州后石电厂福建漳州后石电厂6 6600MW600MW机组，日立巴布科克公司机组，日立巴布科克公司SCRSCR装置，装置，设计脱硝率设计脱硝率4040以上；以上；o江苏国华太仓电厂江苏国华太仓电厂2 2600MW600MW机组，江苏苏源自主开发

30、的机组，江苏苏源自主开发的SCRSCR装装置，设计脱硝率置，设计脱硝率9090以上；以上；o福建崇屿电厂福建崇屿电厂4 4300MW300MW机组，上海石川岛脱硫工程有限公司机组，上海石川岛脱硫工程有限公司的的SCRSCR装置，初期设计脱硝率装置，初期设计脱硝率6060；o广东台山电厂广东台山电厂5 5号机组（号机组（600MW 600MW），丹麦），丹麦TopsTopse e公司的催化公司的催化剂，设计脱硝率剂，设计脱硝率8080固源氮氧化物污染控制医学知识59B B 选择性非催化还原法选择性非催化还原法（selective non-catalytic reduction，SNCR）选择性非

31、催化还原技术是指在选择性非催化还原技术是指在不使用催化剂不使用催化剂的情况下，在炉膛的情况下，在炉膛烟气温度适宜处烟气温度适宜处（9001100）喷入喷入氨或尿素等含氨基的还氨或尿素等含氨基的还原剂原剂，将烟气中的，将烟气中的NOx还原为还原为N2 和和H2O。OHNNONH2236564OHNONH22236234OHNOONH2236454主要反应：主要反应：竞争反应：竞争反应：固源氮氧化物污染控制医学知识60SNCR工艺流程示意图工艺流程示意图 固源氮氧化物污染控制医学知识61影响因素影响因素1、反应温度、反应温度反应温度对反应温度对NOx脱除率的关系脱除率的关系(氨氨)反应温度对反应温

32、度对NOx脱除率的影响脱除率的影响(尿素尿素)固源氮氧化物污染控制医学知识622、停留时间、停留时间停留时间对NOx脱除的影响 停留时间越长，反应进行越彻底，停留时间越长，反应进行越彻底，NOx脱除效率越好脱除效率越好.氨和尿素需要氨和尿素需要0.30.4s的停留时间才能有效地脱除的停留时间才能有效地脱除NOx。固源氮氧化物污染控制医学知识634、NH3/NOx摩尔比(化学计量比)NH3/NOx摩尔比一般控制在1.02.0之间，最大不要超过2.5。NOx脱除率与化学计量比的关系 固源氮氧化物污染控制医学知识65表表 SCR与与SNCR工艺比较工艺比较Table Comparison of SC

33、R and SNCR工艺名称工艺名称选择性催化还原法选择性催化还原法(SCR)选择性非催化还原法选择性非催化还原法(SNCR)NOx脱除效率脱除效率(%)60-9030-60操作温度操作温度()200-500900-1100NH3/NOx摩尔比摩尔比0.4-1.00.8-2.5氨泄漏氨泄漏(ppm)55-20总投资总投资高高低低操作成本操作成本中等中等中等中等固源氮氧化物污染控制医学知识661.水吸收法（水吸收法（NO2）2NO2+H2O HNO3+HNO2 3 HNO2 HNO3+2NO+H2O 净化小气量以含二氧化氮为主的氮氧化物废气净化小气量以含二氧化氮为主的氮氧化物废气三、吸收法净化三

34、、吸收法净化NONOx x(中小企业中小企业)固源氮氧化物污染控制医学知识672.稀硝酸吸收法（净化硝酸生产尾气）稀硝酸吸收法（净化硝酸生产尾气）原理原理：氮氧化物在稀硝酸中的溶解度大于水，属物：氮氧化物在稀硝酸中的溶解度大于水，属物 理吸收。理吸收。酸浓度（）酸浓度（）值值0 00.0410.0410.50.50.70.71.01.01.01.02 24 46 61212656599991.481.482.162.163.193.194.204.209.229.2212.512.5：标准状态：标准状态 下下 1m3硝酸所溶解的硝酸所溶解的NO的体积，的体积，m3固源氮氧化物污染控制医学知识6

35、8NONO2吸吸 收收1530 漂白硝酸漂白硝酸含含NOX稀硝酸稀硝酸加温加温漂白漂白稀硝酸稀硝酸高浓度废气高浓度废气硝酸吸收塔硝酸吸收塔流程：流程：固源氮氧化物污染控制医学知识693.3.氨氨碱溶液两级吸收法碱溶液两级吸收法碱液制碱液制 备槽备槽废气废气液液氨氨缓缓冲冲器器吸吸收收塔塔碱液循碱液循 环槽环槽排排气气肥料肥料 固源氮氧化物污染控制医学知识70上述工艺分两步：上述工艺分两步：将氨送入烟气中进行气相反应，生成硝氨白烟。将氨送入烟气中进行气相反应，生成硝氨白烟。烟气进入碱液吸收塔，未反应的烟气进入碱液吸收塔，未反应的NONO2 2与碱液反应生与碱液反应生 成硝酸盐和亚硝酸盐。成硝酸盐

36、和亚硝酸盐。固源氮氧化物污染控制医学知识71 反应式：反应式：2NH 2NH3 3+2NO+2NO2 2+H+H2 2O O NH NH4 4NONO3 3+NH+NH4 4NONO2 2 2NO+NO 2NO+NO2 2+2NH+2NH3 3+H2O 2NH 2NH4 4NONO2 2 NH NH4 4NONO2 2 N N2 2+2H+2H2 2O O 2NO 2NO2 2+2NaOH NaNO+2NaOH NaNO3 3+NaNO+NaNO2 2+H+H2 2O O 2NaOH+NO+NO2NaOH+NO+NO2 2 2NaNO 2NaNO2 2+H+H2 2O O固源氮氧化物污染控制医

37、学知识724.4.硝酸氧化硝酸氧化碱液吸收法碱液吸收法 223322CONaNONaNOCONaNO2 氧化度：氧化度：NONO2 2在在NONOX X中所占比例。中所占比例。NOX(NO)浓硝酸氧化浓硝酸氧化氧化度氧化度5050NONOX X(NO(NO2 2)碱液吸收碱液吸收含硝酸盐、亚含硝酸盐、亚硝酸盐溶液硝酸盐溶液氧化反应：氧化反应：NO+2HNONO+2HNO3 3 3NO 3NO2 2+H+H2 2O O吸收反应：吸收反应：223222CONaNOCONaNONO原理：第一级原理：第一级 浓硝酸将浓硝酸将NONO氧化成氧化成NONO2 2 ；第二级；第二级 碱性浆液吸收。碱性浆液吸

38、收。固源氮氧化物污染控制医学知识73+NO+NO+NO+NO2 2 CO CO2 2+2H+2H2 2O+NO+N2 2CONH2NH2 5.5.还原吸收法还原吸收法 NOx N NOx N2 2 吸收剂：亚硫酸盐、硫化物、尿素水溶液等。吸收剂：亚硫酸盐、硫化物、尿素水溶液等。4Na4Na2 2SOSO3 3+2NO+2NO2 2 4Na 4Na2 2SOSO4 4+N+N2 2 Na Na2 2S+3NOS+3NO2 2 2NaNO 2NaNO3 3+S+N+S+N2 2固源氮氧化物污染控制医学知识74四、吸附法净化四、吸附法净化NOx1 1、分子筛吸附、分子筛吸附类型：氢型丝光分子筛、氢型

39、皂沸石、脱丝光沸石、类型：氢型丝光分子筛、氢型皂沸石、脱丝光沸石、BX BX型分子筛等。型分子筛等。OH6SiO10OAlONa22322 氢型丝光分子筛：天然硅铝酸盐，比表面积大，耐热、氢型丝光分子筛：天然硅铝酸盐，比表面积大，耐热、耐酸，微孔分布均匀。耐酸，微孔分布均匀。吸附在主孔道进行：吸附在主孔道进行：NOHNO2OHNO3322 22NO2ONO2 固源氮氧化物污染控制医学知识752 2、活性炭吸附、活性炭吸附 22222CO2NC2NO2CONCNO2 3、NOX和和SO2联合控制技术联合控制技术 2323222223222422322232Na COAl O2NaAlOCO2Na

40、AlOH O2NaOHAl O2NaOHSO0.5ONa SOH O2NaOH2NO1.5O2NaNOH O2NaOH2NO0.5O2NaNOH O反应式反应式:固源氮氧化物污染控制医学知识76 再生：天然气、再生：天然气、COCO4Na4Na2 2SOSO4 4+CH+CH4 4 4Na 4Na2 2SOSO3 3+CO+CO2 2+2H+2H2 2O O4Na4Na2 2SOSO3 3+3CH+3CH4 4 4Na 4Na2 2S+3 COS+3 CO2 2+6H+6H2 2O OAlAl2 2O O3 3+Na+Na2 2SOSO3 3 4NaAlO 4NaAlO2 2+SO+SO2 2

41、 AlAl2 2O O3 3+Na+Na2 2S 2NaAlOS 2NaAlO2 2+H+H2 2S S固源氮氧化物污染控制医学知识77本章要求：本章要求：1.掌握大气中掌握大气中NOX的来源以及主要污染物的性质。的来源以及主要污染物的性质。2.掌握燃烧过程所形成的掌握燃烧过程所形成的NOX的分类，理解各类的分类，理解各类 NOX形成的机理。形成的机理。3.理解传统的低氮氧化物燃烧技术和先进的低氮氧理解传统的低氮氧化物燃烧技术和先进的低氮氧 化物燃烧器技术降低化物燃烧器技术降低NOX排放的原理。排放的原理。4.了解目前常用的烟气脱硝技术。了解目前常用的烟气脱硝技术。5.掌握掌握SCR脱硝与脱硝与SNCR脱硝的原理、影响因素、工艺脱硝的原理、影响因素、工艺 及特点。及特点。固源氮氧化物污染控制医学知识78