氮氧化物的生成机理及防治措施
- 格式:pptx
- 大小:2.19 MB
- 文档页数:27


氮氧化物产生机理及脱氮技术原理:
一、氮氧化物产生机理
在氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理通常分为以下三种:
(a)热力型
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
伴随反应温度T升高,其反应速率按指数规律。当T<1500℃时,NO生成量极少,而当T>1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)
在高温下总生成式为
(b)瞬时反应型(快速型)
快速型NOx是1971年Fenimore经过试验发觉。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区周围会快速生成NOx。
因为燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成CH自由基能够和空气中氮气反应生成HCN和N,再深入和氧气作用以极快速度生成,其形成时间只需要60ms,所生成和炉膛压力0.5次方成正比,和温度关系不大。
上述两种氮氧化物全部不占NOx关键部分,不是关键起源。
(c)燃料型NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。因为燃料中氮热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600-800℃时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮有机化合物热裂解产生N,CN,HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。因为煤燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成,故燃料型形成也由气相氮氧化(挥发份)和焦炭中剩下氮氧化(焦炭)两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N示意图
二、低NOx燃烧技术原理
对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器燃煤锅炉来说,也就是采取低氮燃烧技术来降低NOx生成机会。 1)在燃用挥发分较高烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。燃料型NOx是空气中氧和煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取:
燃煤电站锅炉氮氧化物形成机理及防治措施
燃煤电站锅炉是一种常见的能源转换设备,它通过燃烧煤炭释放能量,并将其转化为电力。锅炉燃烧煤炭过程中会产生大量的氮氧化物(NOx),这对环境和人体健康都带来了严重的影响。本文将介绍燃煤电站锅炉氮氧化物的形成机理,并提出了一些防治措施。
燃煤电站锅炉氮氧化物主要由两种氮氧化物组成:一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。它们的形成机理如下:
1. 燃烧过程中的热力反应:燃煤电站锅炉中的燃烧过程会使空气中的氮气与煤炭中的氮元素发生反应,生成一氧化氮和二氧化氮。这是氮氧化物形成的主要途径。
2. 脱氮反应:一氧化氮和二氧化氮在高温环境下会与燃烧产物中的还原剂(如CO、H2等)发生反应生成氮气。这种反应被称为脱氮反应,通过这种反应可以减少一氧化氮和二氧化氮的排放。
为了减少燃煤电站锅炉氮氧化物的排放,可以采取以下防治措施:
1. 技术措施:引入新的燃烧技术,如低氮燃烧技术、超临界燃烧技术等,可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的产生量。还可以采用烟气脱硝技术对烟气进行处理,将氮氧化物转化为无毒的氮气。
2. 设备改造:对燃煤电站锅炉进行改造,增加脱硝装置,以降低氮氧化物的排放。目前常用的脱硝设备有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等。
3. 燃烧管理:通过优化燃烧工艺、燃烧控制系统和燃烧参数的调整,可以降低锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成。
4. 排放控制:对烟气进行净化处理,通过除尘器、脱硫装置等设备去除大部分氮氧化物。
燃煤电站锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物对环境和人体健康都具有潜在的危害。为了减少其排放,需要采取一系列的技术措施、设备改造、燃烧管理、排放控制和燃料处理等防治措施。这将有助于改善空气质量和保护人体健康。
一、氮氧化物的产生机理
在氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理一般分为如下三种:
(a)热力型
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高,其反应速率按指数规律。当T<1500℃时,NO的生成量很少,而当T>1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)
在高温下总生成式为
(b)瞬时反应型(快速型)
快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用以极快的速度生成,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力次方成正比,与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分,不是主要来源。
(c)燃料型NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600-800℃时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N,CN,HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份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化(挥发份)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图
二、低NOx燃烧技术原理
对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说,也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1)在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取:
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理:
一、氮氧化物的产生机理
在氮氧化物中,NO占有90%以上,二氧化氮占5%-10%,产生机理一般分为如下三种: (a热力型
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich反应式表示。
随着反应温度T的升高,其反应速率按指数规律。当T<1500℃时,NO的生成量很少,而当T>1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式
在高温下总生成式为
(b瞬时反应型(快速型
快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用以极快的速度生成,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分,不是主要来源。
(c燃料型NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600-800℃时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N,CN,HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份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化(挥发份和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图
二、低NOx燃烧技术原理
对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说,也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取: