天津大学《环境化工》课件-第4章固定源氮氧化物污染控制.pptxVIP

第四章固定源氮氧化物污染控制

第四章固定源氮氧化物污染控制第一节氮氧化物的性质及来源第二节中国NOx排放现状及控制第三节低NOx燃烧技术第四节燃煤烟气脱硝技术第五节非电行业烟气治理

第一节氮氧化物的性质及来源氮氧化物的性质NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在N2O：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NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降氮氧化物的来源固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a）人类活动（5×107t/a）燃料燃烧占90％95％以NO形式，其余主要为NO2

氮氧化物的分类燃料型NOx：燃料中的固定氮瞬时NOx：低温火焰下由于含碳自由基形成的NOx热力型NOx：高温下N2与O2反应生成的NOx

热力型NOx的形成机理产生NO和NO2的两个重要反应：上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响,平衡时NO浓度随温度升高迅速增加。

热力型NOx的形成室温下，几乎没有NO和NO2生成800K左右，NO与NO2生成量仍然很小常规燃烧温度（1500K)下，有可观的NO生成烟气冷却过程中，90％～95％的NOx以NO的形式存在NO/NOxRatioboiler vehiclesnaturegas 0.9-1.0 internalcombengine 0.99-1.0coal 0.95-1.0 fueloil 0.96-1.0 dieselengine 0.77-1.0

燃料型NOx的形成燃料中的N通常以原子状态与HC结合，经氧化形成NOxFuelNHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow

瞬时NOx的形成碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反应：火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反应

氮氧化物的分类燃料型NOx：燃料中的固定氮瞬时NOx：低温火焰下由于含碳自由基形成的NOx热力型NOx：高温下N2与O2反应生成的NOx

第四章固定源氮氧化物污染控制第一节氮氧化物的性质及来源第二节中国NOx排放现状及控制第三节低NOx燃烧技术第四节燃煤烟气脱硝技术第五节非电行业烟气治理

第二节中国NOx排放现状及控制2005年，《自然》杂志公布卫星遥感测得数据，称中国北京及东北部是世界上二氧化氮污染最严重的地方。?日本在1985年到1999年间，其臭氧浓度也在持续上升，日本有报道说，这一变化的原因源于中国的排放量不断增长。?目前，在环渤海、长三角、珠三角等地，氮氧化物的浓度已经超过二氧化硫。中国的酸雨正朝硫酸与硝酸混合型酸雨变化。

中国氮氧化物排放现状80年代，500万吨90年达到850万吨2005年，大约1900万吨2009年，大约2300万吨如果不加严格控制，2020年，大约增加到3000万吨，到2030年是3500万吨，增长趋势非常明显，年均增长约10%氮氧化物排放最大的是火电行业，占38%左右。主要在内蒙、山西、山东、河南、江苏、辽宁、陕西这几个省，约占全国三分之二；氮氧化物排放第二大的是交通运输行业，主要是机动车排放，超过30%，主要是重型货车和大型客车（柴油车）的排放，小型客车（汽油车）的控制措施比较到位，排放量占比较小；火电行业与交通运输两方面相加约占三分之二。

中国NOX排放控制策略排放量大，排气集中有利于采取控制措施；已有成熟的商业化控制技术；解决我国区域酸雨污染问题的关键之一；对地区烟霾的形成有重要贡献。火电厂保有量增长迅速，尤其大城市；排气高度低，地形影响大；对大城市局地空气污染的贡献大。机动车应同步控制固定源与移动源的NOx排放

NOx排放控制的技术措施源头控制：通过技术手段，控制燃烧过程中NOx生成的低NOx燃烧技术，包括火电领域最常采用的低氧燃烧技术、分段燃烧等，柴油车普遍采用的EGR系统。末端治理：通过技术手段（如SCR、NSR等）将已经生成的NOx还原为N2，从而降低NOx的排放；为了满足日益严格的排放标准，NOx排放控制的技术路线：低NOx燃烧技术＋烟气脱硝技术

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第三节低NOx燃烧技术

控制NOx形成的因素空气－燃料比燃烧区温度及其分布后燃烧区的冷却程度燃料的添加方式

3.1低氧燃