南京航空航天大学能源与动力学院.ppt

热动力装置的排气污染与噪声 第三章 锅炉及工业炉排气污染 与控制 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 燃料燃烧与大气污染 煤粉燃烧Nox的产生机理 降低Nox的燃烧技术 Sox的生成与控制 烟尘的生成与控制 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 能源构成 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 能源构成 我国每年的一次能源消耗约为9.7亿吨标准煤。 我国能源构成是（2002）： 煤占75.8%,石油占17.0%,天然气占2.1%,水电占4.9%。 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 我国NOx污染现状 1990年我国氮氧化物的排放量约为910万吨，其中近70%来自于煤炭的直接燃烧，固定源是NOx排放的主要来源 1995年全国机动车辆(不包括农用车辆)的NOx排放量为141.3万吨 2000年 1561万吨 2010年 2194万吨 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 Ⅰ时段——1992年8月1日之前建成投产或初步设计已通过审查批准的新、扩、改建火电厂； Ⅱ时段——1992年8月1日起至1996年12月31日期间环境影响报告书通过审查批准的新、扩、改建火电厂，包括1992年8月1日之前环境影响报告书通过审查批准、初步设计待审查批准的新、扩、改建火电厂； Ⅲ时段——1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂。 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 锅炉最高允许烟尘排放浓度和烟气黑度 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 锅炉最高允许SO2和NOx排放浓度 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 气体燃料为清洁燃料 煤为污染燃料 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 含N量 原油 0.1～1.0wt％ 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 不同燃烧方式 煤粉炉 链条炉 抛煤机炉 沸腾炉 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 燃煤产生Nox的方式 1600K,基本全来自“燃料”NO ~1700K;75%来源于“燃料”NO ~1873K; “热力”NO占(25-30)% 燃料中的氮化合物分解产生HCN,CN,NHi，键能比N2小，低温分解 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 氮的转换率 与含氮化合物的种类无关 与含氮量有关 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 氮的转换率 与燃料/空气当量系数关系 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 燃料氮与含N量和过量空气系数的关系 Turner： α 上升?[NO]上升 含氮量上升?[NO]上升 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 挥发N与焦炭N 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 热速率与挥发N 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 挥发N反应机理 HCN,CN?N?NO ?N2 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 影响挥发NO的因素 挥发份释放总量 挥发份量越多，挥发NO越多；温度的影响 着火区氧浓度 过量空气系数 稀释效应 停留时间 贫燃料 富燃料 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 焦炭No 焦炭NO释放量与燃尽率的关系 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 焦炭NO的生成机理焦炭NO的氧化速率 焦炭NO的生成速率 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 焦炭NO的消耗反应 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 煤粉炉内焦炭NO的消耗反应速率 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 燃烧方式对NO生成的影响 过量空气系数 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 炉内燃烧过程影响 温度的影响 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 温度变化 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 降低Nox途径： 低N燃料 过浓燃烧 N+NO?N2 过淡燃烧（空气过量，降低温度） 增加停留时间（燃料过量） 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 降低Nox具体方法： 分级燃烧 (空气分级） 再燃烧 （燃料分级） 低氧燃烧 浓淡偏差燃烧 烟气再循环 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 降低Nox具体方法： 炉膛喷射脱硝：包括喷氨及尿素，喷入水蒸汽，喷入二次燃料。 烟气脱硝： (1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束照射烟气脱硝) (2).湿法脱硝。 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 分级燃烧 将燃料的燃烧过程分阶段完成。第一阶段减少供气量到70%--75%；第二阶段将完全燃烧所需的其余空气通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA（Over Fire Air）”火上风”喷入炉膛。为了保证既能减少排放，又能保证锅炉燃烧的经济、可靠性，必须正确组织空气分级燃烧过程 第三章锅炉及工业炉排气污染与控制 分级燃烧 1级空气富燃料燃烧 2级空气贫燃料燃