第2章大气污染物的生成控制.ppt

大气污染控制工程 * 2. 二氧化硫的生成 燃料中的可燃硫（包括无机硫和有机硫）在燃烧条件下（空气过剩系数大于1）全部生成二氧化硫，煤中的硫酸盐一般转入灰分。 烟气中的SO2量正比于燃料中的含硫量。 （mg/Nm3） kg wt% m3 大气污染控制工程 * 3. 三氧化硫的生成 在一般燃烧条件下，有0.5％～2.0％的SO2会继续氧化为SO3。 其生成机理为： a.火焰中生成的原子氧参加反应 SO2＋O SO3 O2 O＋O k+ k_ 空气过剩系数越大，温度越高，反应时间越长， SO3生成量就越多。 大气污染控制工程 * b. 对流受热面上的积灰和氧化膜的催化作用 生成SO3的危害： SO3的存在会使烟气露点温度大大升高，易产生结露，而形成低温腐蚀。 大气污染控制工程 * 4.硫酸 SO3＋H2O H2SO4 这一反应从200~250℃左右开始进行，当烟气温度降到110℃时，反应基本完成。当温度进一步降低时，硫酸蒸汽才凝结成硫酸液滴。如果硫酸蒸汽凝结在锅炉尾部受热面上，将引起低温腐蚀，并产生硫酸尘。因此，锅炉排烟温度不能太低。 排入大气中的烟气，与大气混合，温度进一步降低，烟气中的硫酸蒸汽将再次凝结而形成硫酸雾，雾滴在大气中的漫反射使烟气呈白色，故又称为白烟。 大气污染控制工程 * 含有硫酸蒸汽的烟气，当温度降低到露点以下，硫酸蒸汽将凝结在微小的烟尘粒子表面，然后，这些粒子凝结在一起，长大成雪片状的酸性尘。另外，锅炉尾部、金属烟道和烟囱被硫酸腐蚀生成的盐类和含酸粉尘脱落后也形成酸性尘。 排入大气中的SO2，由于金属飘尘的触媒作用，也会被空气中的氧氧化为SO3，遇水汽形成硫酸雾，再与粉尘结合而形成酸性粉尘，或者被雨水淋落而产生硫酸雨。 5. 酸性尘 大气污染控制工程 * 2.2.4 NOX的生成机理及控制 1. 分类 燃烧过程中生成的NOx有三种： a. 温度型NOx（Thermal NOx）：燃烧用空气中的氮气 在高温下氧化生成NOx。 b. 瞬时机理型NOx （Prompt NOx ）：碳氢系燃料在过浓燃烧时产生,通常生成量很少。 2.2.4.1 燃烧过程NOx的生成机理 氮氧化合物有N2O、NO、NO2、N2O4等，总称氮氧化物 。其中主要污染大气的是NO和NO2 ，主要来源于燃料燃烧过程。 NOx的排放依气、油、煤的顺序而增加。 大气污染控制工程 * 基本生成反应可概括为： 其中NO约占95％，其余为NO2。 c. 燃料型NOx （fuel NOx ）：燃料中含有的氮的化合物，在燃烧过程中氧化而生成的氮氧化物。 大气污染控制工程 * a. 温度型NOx的生成机理及其控制原理 控制步骤 2. 各类型NOx生成机理及其控制原理 大气污染控制工程 * 由★式可知： (1) 温度对NO的生成速度起决定作用。 当T1500℃时，温度型NOx生成量极少，T1500℃时，反应才变得明显。 (2)氧气浓度和停留时间对NO的生成量也有影响 大气污染控制工程 * 大气污染控制工程 * 空气过剩系数1时， NO生成量随氧气浓度增大而增加；空气过剩系数1时， NO生成量由于温度降低而减少。 图2-6 NO浓度与过量空气系数和停 留时间的关系 大气污染控制工程 * NO生成反应在燃料基本燃烧完后进行，即是在火焰的下游区域生成。 故控制措施为： （1）降低燃烧温度； （2）降低氧气浓度； （3）燃烧条件远离理论空气比； （4）缩短高温区的停留时间。 大气污染控制工程 * 快速温度型NO是碳氢系燃料在过量空气系数为0.7～0.8并采用预混合燃烧时产生的，是这种情况下的特有现象。 b. 快速温度型NO的生成 大气污染控制工程 * 液体燃料和固体燃料中含有一定数量的含氮有机物，如哇林C5H5N、吡啶C9H7N等，燃烧时有机物中的原子氮容易分解出来，并生成NO。燃烧过程中20%-80%的燃料氮转化为NOx。 影响因素： 生成燃料型NO步骤的反应活化能较低，燃料中N的分解温度低于现有燃烧设备中的燃烧温度，因此，燃料型NO的生成受燃烧温度的影响很小。 c. 燃料型NO生成及控制原理 大气污染控制工程 * 燃料N的转化率在空气过剩系数α大于1.1后，不再增加。 α 1.0时，燃料型NO生成量急剧下降，α低于0.7时，转化率≈ 0。这是因为氮与碳氢在燃烧过程中竞争氧气