1、NOX控制技术控制技术 NOX的控制技术 尾气控制 源头控制 其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中的NOX的生成反应，即低NOX燃烧技术 其特征是通过各种技术手段，把生成的 NOX还原成N2，从而降低NOX的排放，即烟气脱硝技术 低低NOX燃烧技术燃烧技术 低NOX燃烧技术 发展 意义 具体方式 低NOX燃烧技术的发展 20世纪70-80年代 20世纪50年代 20世界90年代 开始了解NOX的生成机理以及控制研究 NOX燃烧技术发展达到高潮 NOX燃烧器经过大量的改进和优化，日臻成熟 1950 1970-80 1990-低NOX燃烧技术的意义 热力型NOX 快速型NOX 燃料型NOX 1
2、 2 3 实践工业影响因素 燃烧区温度以及其分布 空气-燃料比 后燃烧区的冷却程度 燃烧器的形状设计 低NOx燃烧技术通过良好的燃烧控制NOX的形成，满足环保要求。并且比较经济。低低NOX燃烧技术的具体方式燃烧技术的具体方式 快速型NOx占氮氧化物总排放量不到5%温度低于1300时,几乎没有热力型NOx 对常规燃煤锅炉而言,主要是是燃料型的NOx排放 低低NOX燃烧技术的具体方式燃烧技术的具体方式 具体方式具体方式 空气分级燃烧 燃料分级燃烧 烟气再循环 低NOX燃烧器 低过剩空气系数燃烧 1.低过剩空气系数燃烧低过剩空气系数燃烧 过量空气系数 实际/理论 控制原理 低氧 抑制程度 注意事项
3、15%-20%平衡 将完全燃烧所需的其余空气以二次空气输入与第一燃烧区的烟气混合，形成富氧而贫燃料的第二燃烧区。2.空气分级燃烧空气分级燃烧 由主燃烧器供入炉膛的空气被减少到理论空气量的80%左右，形成贫氧而富燃料的第一燃烧区。空气分级燃烧 该技术在美国发展起来，目前国内运用较多，比较成熟 2.空气分级燃烧空气分级燃烧 控制原理：一级燃烧区内,由于缺氧,燃烧速度和温度降低,因而抑制了热力型NOx的生成。另外燃烧生成的CO和NO以及燃料中N分解成的中间产物相互复合作用,同样也抑制了燃料型NOx的生成。2.空气分级燃烧空气分级燃烧 (a)不分级 (b)分级(两级)燃烧 第一级燃烧区 第二级燃烧区
4、CN+O2CO+NO 2CO+2NO2CO2+N2 CN+O2CO+NO NH+NHN2+H2 NH+NON2+OH 3.燃料分级燃烧燃料分级燃烧 第一燃烧区 第二燃烧区 第三燃烧区 氧化性或稍还原性气氛(?1)送入二次风(?1)燃料80%-85%燃料15%-20%燃料0%还原性气氛(?1)，NO被CH基还原 3.燃料分级燃烧燃料分级燃烧 主燃区：生成较多数量的NOx。再燃区：富余燃料形成强还原性气氛，不仅使得一级燃烧区所生成NOx得到还原，还抑制了新的NOx生成。燃烬区：保证未燃烧产物燃尽，从而完成燃烧全过程。4.烟气再循环技术烟气再循环技术 将部分烟气冷却直接送入炉内，或与空气（一次风或二
5、次风）混合送入炉内。降低氧浓度以及燃烧区温度的作用，抑制热力型NOX生成,并且形成成局部还原性气氛，从而抑制燃料性NOX的生成。4.烟气再循环技术烟气再循环技术 当r增加时，NOX减少。当r太大，炉温降低较多，燃烧不稳定，化学与机械不完全燃烧热损失增加。因此，再循环率r般不超过30%。一般大型燃煤锅炉r控制在10-20%，这时NOX降低25-35%。5.低NOx燃烧器 将前面一种或者几种技术结 合，制造出不同代数的燃烧 器 绝大部分燃料型NOX是在着火阶 段产生的，改变燃烧器结构，改 变风煤比，可以抑制NOX的生成 燃烧器是锅炉设备的重要部件,它保 证燃料稳定着火、燃烧过程 燃烧器 抑制机理
6、应用技术 5.低NOx燃烧器 B&W公司调风旋流燃烧器 5.低NOx燃烧器 DRB燃烧器（美国巴威公司）燃烧器（美国巴威公司）DRB型双调风低NOX燃烧器示意图 低低NOX技术控制效果比较技术控制效果比较 技术名称 效果 优点 缺点 空气分级燃烧（OFA）最多30%投资低 有运行经验 并 不是 对所有 炉膛都 适用，有 可能 引起炉内腐蚀和结渣，并降低燃烧效率 燃料分级燃烧 （再燃）达到50%适用于新的和改造现有锅炉可减少已形成的 NOx 中等投资 可 能需 要第二 种燃料，可 能导 致飞 灰含 碳量 增加，运 行经验较少 低过剩空气系数 根据原来运行条件，最多降低20%投资最少 有运行经验
7、导 致飞 灰含 碳量增加 烟气再循环 （FGR）25-35%能改善混合和燃烧 中等投资 增 加再 循环风 机，适用不广泛 低NOx燃烧器 与空气分级燃烧合用时可达60%适用于新的和改造现有锅炉中等投资 有运行经验 结 构比 常规燃 烧器复 杂，有可 能引 起炉 膛结 渣和腐 蚀，并降低燃烧效率 低低NOX燃烧技术的国内外情况燃烧技术的国内外情况 国内的锅炉制造厂家在应用空气分级燃烧制造锅炉很成功 我国烟煤、褐煤300MW电站采取的空气系数、空气分级燃烧、燃料分级燃烧,NOX可以降到460-800mg/m3,未达到标准 哈锅 600MW以上四角切圆锅炉采用2.3.5.等技术但是NOX可以降到75
8、0-1000mg/m3,未达到标准 小机组 无尾气 有尾气 烟气脱硝技术 对烟气进行处理，以降低NOX的排放量，通常称为烟气脱硝 烟气脱硝 处理的烟气体积过大 NOX的总量相对较大，吸收或者吸附废 弃物回收利用困难，催化剂费用 技术难题 烟气脱硝技术烟气脱硝技术 干法 湿法 选择性催化还原法SCR 选择性非催化还原法SNCR 吸附法 吸收法 选择性催化还原法选择性催化还原法SCR 反应方程式：SCR原理：利用NH3和NO反应的选择性，在催化剂表面将富氧烟气中的NO还原成N2和H2O 催化剂催化剂 稳定性 温度 较低温度 宽范围 热稳定性 催化剂 选择 机械性能 催化剂催化剂 催化剂催化剂 贵金
9、属类 179-290 催化剂类型以及使用温度()贱金属类 230-425 金属化合物 260-450 分子筛 345-590 1 2 4 3 催化剂催化剂 催化剂催化剂 催化剂样式 板式 蜂窝状 催化剂催化剂 催化剂失活 催化剂中毒 催化剂沉积 催化剂冲蚀 主要是由于烟气中的碱性金属Na、K 等或As、Ca 等引起催化剂的中毒 催化剂沉积由于烟气中含有S02，是催化剂失去活性 冲蚀由于高温烟气冲刷，且其中含有S02，生成硫酸盐类以及粘结腐蚀性 SCR布置方式布置方式 高粉尘SCR布置方式 SCR布置方式布置方式 高粉尘SCR布置图 SCR运行问题运行问题 硫酸铵的生成 氨逃逸 催化剂失活 氨的
10、储存和运输 选择性催化还原法选择性催化还原法SCR 商业运用中为其脱硝效果最好最成熟，效率可达80%，甚至90%以上 1.投资巨大 2.运行费用也高 3.需要较大的占地面积，改造困难 4.运行问题很多 SCR国内外应用情况国内外应用情况 无论是美国、欧洲还是中国，最早的脱硝技术都是从低NOX燃烧技术发展起来的，并随着其日益成熟，排放标准也变得更加严格，美国欧洲已经从1997、2002年开始要求新建火电站必须全部安装尾部脱硝装置，中国是从1991有了标准，1996年规定300MW以上的标准，2003年有了各种炉型的标准，2012年最新标准出炉 SCR国内外应用情况国内外应用情况 国际上应用最多且
11、技术最为成熟的尾气脱硝装置，美国日本运用较多。截止到2004年，全世界应用SCR达到178GW 我国是20世纪90年代开始研究，2009年，运行电厂改建达到8%，在建电厂运用SCR尾气脱硝达到98%选择性非催化还原法选择性非催化还原法SNCR 利在870-1205下，将氮还原剂（一般只氨或者尿素）喷入烟气中，将NOX还原，生产N2和H2O SNCR原理原理：化学方程式化学方程式：4NH3+4NO+O24N2+6H2O 4NH3+2NO+2O23N2+6H2O 8NH3+6NO27N2+12H2O 选择性非催化还原法SNCR SCR与SNCR综合比较 SCR与SNCR工艺比较 吸附法吸附法 吸附
12、法：常用吸附剂：吸附法能比较彻底的消除NOX，并且又能将NOX回收利用。活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤 吸附法吸附法 广泛研究最多的是活性炭吸附剂。活性炭 容易爆炸 氧化锰与氧化 亚铁有磨损的 技术障碍 NOx和SO2联合控制技术 吸附法吸附法 化学方程式：常用吸附剂：浸渍碳酸钠的?-Al2O3 Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2 2NaAlO2+H2O 2NaOH+6Al2O3 2NaOH+SO3+0.5O2 5Na2 SO4+H2O 2NaOH+2NO+1.5O2 2NaNO3+H2O 2NaOH+2NO2+0.5O2 2NaNO3+H2O 吸收法吸收法 吸收法吸收法：利用水
13、、氢氧化物和碳酸盐溶液、硫酸、有机溶液吸收NOX 2NO2+2MOH MNO3+H2O NO+NO2+2MOH 2MNO2+H2O 2NO2+Na2CO3 NaNO3+NaNO2+CO2 NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2 碱液吸收碱液吸收：10%-80%吸收法 NO+NO2+2H2SO4 2NOHSO4+H2O 其中必须首先将一半以上的NO氧化为NO2 NO/NO21效果最佳 其中M可以是K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+注意事项注意事项：强硫酸吸收强硫酸吸收：S A U Thank You!人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。S A U
