第二章—燃烧和 与大气污染 大气污染控制工程课件.ppt

三种NO形成机理在煤燃烧过程中对NOx排放总量的贡献 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 2.燃烧过程NOx的控制技术 影响燃烧过程中NOx生成的主要因素：燃烧温度、烟气在高温区的停留时间、烟气中各种组分的浓度以及混合程度。 从实践的观点看，控制燃烧过程中NOx形成的因素包括：空气-燃料比、燃烧空气的预热温度、燃烧区的冷却程度、燃烧器的形状设计。 两段燃烧和烟气再循环等技术，就是在综合考虑了以上因素的基础上产生的。 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 排烟再循环系统 烟气再循环方法是将一部分锅炉排烟与燃烧用空气混合送入炉内。由于循环气送到燃烧区，使炉内温度水平和氧气浓度降低，从而NO生成量下降。烟气再循环对热力型NOx的降低有明显的效果。 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 烟气再循环对NOx排放的影响 一般地，再循环率增大，NOx降低；当再循环率再增大时，NOx降低得不多，而渐渐趋近于某一数值，表明排烟再循环对热力型NOx具有抑制作用，而对燃料型NOx抑制效果不明显。 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 二段燃烧炉 二段燃烧法： 供给的一段空气约为理论空气量的85%～90%，第一级燃烧区的温度降低，同时氧气量不足，NOx的生成量很小。 供给的二段空气约为理论空气量的10%～15%，完成整个燃烧过程，这时虽然氧气已剩余，但由于温度低，动力学上限制NO的生成。 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 一段过剩空气系数对NOX生成特性 一段过剩空气系数越小，NOx的控制效果越好。但是，过剩空气系数减小，不完全燃烧的产物增加。 二段燃烧区主要完成未燃燃料和不完全燃烧产物的燃烧，如果过剩空气系数不恰当，炉膛尺寸不合适，则会使烟尘浓度和不完全燃烧的损失增加。 二、燃烧过程中氮氧化物的生成与控制 1.炭黑的形成与控制 （1）气体燃料燃烧形成炭黑的控制 气体燃料在燃烧过程中所生成的主要成分为碳的粒子，而这些粒子通常都是积炭。 气体燃料燃烧生成的炭黑最少，在燃烧过程中可以容易地控制炭黑的生成。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 　预混合燃烧:温度高，燃料与空气接触充分，氧化速率极快，几乎不生成炭黑。 　扩散燃烧:在扩散焰中，氧化速率被限制，因此火焰温度不高,中间生成物在火焰中停留时间长，容易生成炭黑粒子和炭黑。 　燃烧室内燃烧:过剩空气量控制在10%，气体燃料在燃烧室内几乎完全燃烧，不形成炭黑。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 （2）液体燃料燃烧形成炭黑的控制 液体燃料油的喷雾燃烧，在火焰中生成炭粒子。空气的扩散速度越大，氧化速率更大，燃烧后炭黑的残留量较少。 重油喷雾燃烧时，油雾滴在被充分氧化前，与炽热壁面接触，会发生液相裂解，形成焦炭，称作石油焦；油滴蒸发后残留的焦粒，称作煤胞。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 锅炉燃油一般使用重油。各种锅炉的燃烧室几乎都是以水冷壁包围，空气过剩率约为10％～30%。特别是燃烧起始时燃烧室内温度较低，容易生成炭黑。 中小型锅炉燃烧室负荷比较大，燃烧时火焰与水冷壁接触急冷，油滴附着在炉壁上，形成煤烟。其对策为①喷嘴雾化良好；②注意燃烧空气量的控制；③火焰形状与燃烧室的关系设计时须充分注意。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 (3) 煤燃烧形成炭黑的控制 燃烧方式： 在手烧炉中投加冷煤时，在炉箅上原本赤热的煤上覆盖了一定厚度的煤层，造成空气不足，易形成炭黑。 移动床燃烧设备是连续给煤的，空气供给充分，不存在手烧炉的随给煤时间间隔发生空气比变化的情况，但是当煤粉与空气混合不充分时，在局部空气不足处会形成炭黑。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 煤的性质： 炭黑是由于煤中挥发分的碳氢化合物不完全燃烧形成的。 由于煤在燃烧高温下膨胀，煤层中的空气与燃烧气流不均匀，在局部煤层中空气不充分，导致容易形成炭黑。 三、燃烧过程中颗粒污染物 的形成与控制 2.燃煤粉尘的生成与控制 煤燃烧过程中烟尘的形成原因：煤不完全燃烧。 ①化学不完全燃烧，主要是由于燃烧时空气量不足，炉膛尺寸不当，空气与煤混合不均匀和燃烧反应时间不够等原因造成的。 ②机械不完全燃烧，主要是炉膛温度低，通风不均匀造成的。