氮氧化物生成機理以及防治措施

1、關(guān)于氮氧化物的生成機理及防治措施第一張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 氮氧化物的性質(zhì)及來源NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx的性質(zhì)N2O：單個分子的溫室效應為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞NO：大氣中NO2的前體物質(zhì)，形成光化學煙霧的活躍組分第二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氮氧化物的性質(zhì)及來源NOx的性質(zhì)（續(xù)）NO2:強烈刺激性，來源于NO的氧化，酸沉降NOx的來源固氮菌、雷電等自然過程（5108t/a）人類活動（5107t/a）燃料燃燒占 9095以NO形式，其余主要為NO2第三張，P

2、PT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃燒過程NOx的形成機理形成機理燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx熱力型NOx高溫下N2與O2反應生成的NOx瞬時NO低溫火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO第四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月NOx的形成機理熱力型NOx的形成產(chǎn)生NO和NO2的兩個重要反應上述反應的化學平衡受溫度和反應物化學組成的影響平衡時NO濃度隨溫度升高迅速增加第五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熱力型NOx的形成室溫條件下，幾乎沒有NO和NO2生成，并且所有的NO都轉(zhuǎn)化為NO2800K左右，NO與NO2生成量仍然很小，但NO生成量已經(jīng)超過NO2常規(guī)燃燒溫度（1

3、500K）下，有可觀的NO生成，但NO2量仍然很小第六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熱力型NOx的形成煙氣冷卻過程中，根據(jù)熱力學計算，NOx應主要以NO2的形式存在，但實際9095的NOx以NO的形式存在，主要原因在于動力學控制第七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熱力型NOx的形成熱力型NOx形成的動力學Zeldovich模型 NO生成的總速率第八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熱力型NOx的形成假定N原子的濃度保持不變得到代入（6）式得第九張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熱力型NOx的形成假定O原子的濃度保持不變最終得第十張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于

4、2022年6月熱力型NOx的形成積分得NO的形成分數(shù)與時間t之間的關(guān)系Y=NO/ NOe0 0.5 1 1.5 2.0 Mt1.00.5第十一張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月瞬時NO的形成碳氫化合物燃燒時，分解成CH、CH2和C2等基團，與N2發(fā)生如下反應 火焰中存在大量O、OH基團，與上述產(chǎn)物反應第十二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料中的N通常以原子狀態(tài)與HC結(jié)合，CN鍵的鍵能較N N 小，燃燒時容易分解，經(jīng)氧化形成NOx火焰中燃料氮轉(zhuǎn)化為NO的比例取決于火焰區(qū)NO/O2的比例燃料中2080的氮轉(zhuǎn)化為NOx燃料型NOx的形成Fuel NHCNN2NONHi(i=0,1

5、,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow第十三張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月NOx的形成第十四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月NOx的形成第十五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月低NOx燃燒技術(shù)原理控制NOx形成的因素空氣燃料比燃燒區(qū)溫度及其分布后燃燒區(qū)的冷卻程度燃燒器形狀第十六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月低NOx燃燒技術(shù)傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)1. 低氧燃燒降低NOx的同時提高鍋爐熱效率CO、HC、碳黑產(chǎn)生量增加第十七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)2. 降低助燃

6、空氣預熱溫度燃燒空氣由27oC預熱到315oC，NO排放量增加3倍第十八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)3. 煙氣循環(huán)燃燒降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度主要減少熱力型NOx第十九張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)4. 兩段燃燒技術(shù)第一段：氧氣不足，煙氣溫度低，NOx生成量很小第二段：二次空氣，CO、HC完全燃燒，煙氣溫度低第二十張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月先進的低NOx燃燒技術(shù)原理：低空氣過剩系數(shù)運行技術(shù)分段燃燒技術(shù)1. 爐膛內(nèi)整體空氣分級的低NOx直流燃燒器爐壁設置助燃空氣（OFA，燃盡風）噴嘴類似于兩段燃燒技術(shù)第二十一張，PP

7、T共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月先進的低NOx燃燒技術(shù)2. 空氣分級的低NOx旋流燃燒器一次火焰區(qū)：富燃，含氮組分析出但難以轉(zhuǎn)化二次火焰區(qū)：燃盡CO、HC等第二十二張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月先進的低NOx燃燒技術(shù)3. 空氣/燃料分級的低NOx燃燒器空氣和燃料均分級送入爐膛一次火焰區(qū)下游形成低氧還原區(qū)，還原已生成的NOx第二十三張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)脫硝技術(shù)的難點處理煙氣體積大NOx濃度相當?shù)蚇Ox的總量相對較大第二十四張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)1. 選擇性催化還原法（SCR）催化劑：貴金屬、堿性金屬氧化物還原反應潛在氧化反應第二十五張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)1. 選擇性催化還原法（SCR）第二十六張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)2. 選擇性非催化還原法（SNCR）尿素或氨基化合物作為還原劑，較高反應溫度化學反應同樣，需要控制溫度避免潛在氧化反應發(fā)生第二十七張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)2. 選擇性非催化還原法（SNCR）第二十八張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技術(shù)3. 吸收法堿液吸收必須首先將一半以上的NO氧化為NOxNO/NO21效果最佳第二十九張，PPT共三十一頁，創(chuàng)作于2022年6月煙氣脫硝技