锅炉设备与原理chapter锅炉大气污染物的排放与控制.ppt

第九章 锅炉大气污染物的排放与控制 9.1锅炉大气污染物 9.2工业锅炉除尘技术 9.3锅炉烟气脱硫技术 9.4锅炉烟气脱硝技术 §9.1锅炉大气污染物 一、种类及危害 大气污染物中，主要有：固态的烟尘、气态的硫化物(S02、H2S、SO3、H2SO4蒸气等)、氮化物(N0、NH3、N02等)、碳氧化物(C0、C02等)、碳氢化合物(CH4、C2H4等)和卤素化合物(HF、HCl等)。 根据国家统计资料，这些污染物中70％来自燃料的燃烧，在直接燃烧的燃料中，各类锅炉所用燃料约占燃料总量的2/3左右。 1. 烟尘 烟尘：烟气中携带的飞灰、炭黑粒子。 烟尘按其粒径大小分为：降尘和飘尘。 粒径在10μm以上容易沉降的称为降尘； 小于10μm粒径的烟尘，长期飘浮在空中，称为飘尘，其中0.05~1μm的极细的细粉尘根本就不沉降，成为大气的组成成分。 飘尘长期飘浮在大气中，危害人体健康：患呼吸道疾病、心脏病、儿童软骨病；飘尘易吸附SO2，SO3等极有害物质：损害人的眼、鼻、喉的粘膜，引起呼吸道和肺部炎症，侵入人体内脏，导致器官功能衰竭。 环境中的烟尘超标，严重影响工业产品的质量。 烟尘在空气中浓度增加时，大量吸收太阳紫外线短波部分，严重影响儿童发育成长。 2. 二氧化硫 S02是一种无色有臭味的强烈刺激性气体。 当大气中的S02日平均浓度达到3.5mg时，会诱发气喘、肺病、呼吸道感染、心血管病； 当空气中的SO2达到一定浓度时，在湿度较大的空气中形成硫酸烟雾，其毒性是SO2的10倍。1952年的伦敦烟雾事件就是这样发生的。 排放到大气中的SO2、NOx等污染物还会形成大面积的酸雨、酸雪。 3. 氮氧化物（NOx） NOx包括 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 NOx的性质 N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏； NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分。 构成大气污染和光化学烟雾的主要是NO和N02。 在日光作用下与空气中的碳氢化合物共同形成光化学烟雾。最早发生在20世纪40年代美国洛杉矾，以后在世界各工业发达国家都不同程度地发生过。 氮氧化物也是大气的主要污染物，燃料燃烧过程生成的NOx有三种类型： (1)“热力型”NOx 燃料燃烧时送入炉内的空气，其中的氮气在高温下氧化而生成的氮氧化物，称为“热力型”NOx。 (2)“燃料型”NOx 锅炉燃料燃烧时，有机物中的原子氮更容易分解出来并生成N0x，称为“燃料型”NOx。 (3)“瞬时” NO 低温火焰下由于含氮自由基的存在生成的NO。 室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2； 800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2； 常规燃烧温度（1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小。 4．二氧化碳(C02) 化石燃料的主要可燃元素碳(C)和碳氢化合物，燃烧时都会产生大量的C02。 C02是温室气体产生温室效应，会使全球气候变暖，改变降雨量分布，导致南、北极冰雪融化，海平面上升。 二、大气环境标准 1．环境空气质量标准 GB 3095-1996《环境空气质量标准》。 2．大气污染物排放标准 GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》。 3．大气污染控制技术标准 根据污染物排放标准引申出来的标准，如：燃料、原料使用标准，净化装置选用标准，排气筒高度标准及卫生保护标准等。 4．警报标准 为了预防发生污染事故而规定的污染物含量的极限值，超过这一极限值就发出警报。 §9.2 工业锅炉除尘技术 目前国内外控制锅炉烟尘污染的措施： 改进锅炉的燃烧方式和进行合理的燃烧调节，以减少烟尘中的可燃物，降低烟尘的初始含尘浓度； 采用一定高度的烟囱，提高烟囱的烟气速度，通过高空扩散，稀释烟尘浓度； 加装高效除尘装置，降低烟尘排放浓度。 一、工业锅炉初始排尘浓度和烟尘分散度 1．工业锅炉初始排尘浓度 GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》中，规定了我国燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和黑度限值，见下表9-3。锅炉排烟出口处初始排尘浓度: 根据对环境质量的不同要求，国标《锅炉大气污染物排放标准》(GWPB3—1999) 中给出了“工业锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟尘黑度限值”，见下表。 国标GWPB3—1999中还给出“锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度限值”，见下表。 2.烟尘颗粒分散度 燃烧方式不同，锅炉烟尘颗粒分散度不同。 烟尘分散度=f(燃料种类、锅炉负荷) 见下表9-4。 二、除尘器的分类及性能 根据捕尘的作用力或作用机理，目前国内常用的除尘器有：