中国地质大(武汉)大气污染控制工程第09章 氮氧化物污染控制.ppt

SCR反应器置于静电除尘器与FGD之间 锅炉 静电除尘器 SCR反应器 空气预热器 NH3储罐蒸发器 NH3 NH3+空气 湿法烟气脱硫系统 空气 去烟囱 空气 SCR反应器布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后 锅炉 静电除尘器 SCR反应器 空气预热器 NH3储罐蒸发器 NH3 NH3+空气 湿法烟气脱硫系统 空气 气/气加热器 去烟囱 空气 气/油燃烧器或蒸汽换热器 SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制 1、催化剂的活性 催化剂是SCR技术的核心，其形状一般为板式或蜂窝式； 催化剂主要成分为V2O5/TiO2； 催化剂寿命 化学失活：碱金属（Na、K、Ca）和重金属（As、Pt、Pb）引起中毒 物理失活：高温烧结、磨损、固体颗粒沉积堵塞而引起催化剂破坏 SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制 2、反应温度 不同的催化剂具有不同的反应温度范围 当反应温度低于催化剂适用温度范围下限： 发生副反应，NH3与SO3和H2O反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4 当反应温度高于催化剂适用温度范围上限： 催化剂通道和微孔发生变形，失活 根据催化剂的适用温度范围，SCR工艺可分为： 高温工艺（345~590 ℃ ）、中温工艺（260~450 ℃ ）、和低温工艺（150~280 ℃ ） SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制 3、氨的输入量与混合 还原剂NH3的用量根据期望达到的脱硝效率，通过设定NH3和NOx的摩尔比来控制； 理论上，1mol的NO需要1mol的NH3； 催化剂活性不同，达到相同转化率所需NH3/NOX摩尔比不同 NH3与废气的混合程度也十分重要； 4、NOx的在线监测 喷按量及NOx排放浓度均根据NOx在线监测仪表的指示值来控制 SCR工业应用 工业锅炉、燃气、燃油锅炉、柴油机、垃圾焚烧炉、工业窑炉、化工厂等烟气脱硝处理中都得到成功的应用 烟气脱硝技术 2. 选择性非催化还原法（SNCR） 尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度 (930~1090℃) 化学反应 同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生 烟气脱硝技术 3. 吸收法 碱液吸收 必须首先将一半以上的NO氧化为NOx NO/NO2＝1效果最佳 烟气脱硝技术 3. 吸收法（续） 强硫酸吸收 4. 吸附法 吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤 NOx和SO2联合控制技术 吸附剂：浸渍碳酸钠的?-Al2O3 烟气脱硝技术 4. 吸附法（续） NOx和SO2联合控制技术 反应式 再生：天然气、CO 第九章 氮氧化物污染控制 1. 氮氧化物的性质及来源 2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 3. 低氮氧化物燃烧技术 4. 烟气脱硝技术 第一节 氮氧化物的性质及来源 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 氮氧化物的性质及来源 NOx的性质（续） NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降 NOx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 氮氧化物的来源 太湖被长三角一些城市视作区域的“心脏”。 太湖，我国第三大淡水湖，面积2400平方公里，流域面积36895平方公里，是上海和苏锡常、杭嘉湖地区最重要的水源——如果把太湖流域视为人体的话，无论从其地理位置、轮廓还是战略功能上看，太湖就是上海和苏锡常、杭嘉湖7城市的“心脏”，纵横交错的河网，就是维系该地区生存、发展的各类“血管”。 碧波荡漾的太湖 2007年入夏以来，太湖水位出现50年以来最低水位，加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，诸多因素导致蓝藻提前一个多月爆发，形成自然灾害。 5月30日，无锡市前宋巷小区居民家中的自来水伴有刺鼻异味 纯净水成抢手货 5月31日上午，无锡市民购买从上海调运来的纯净水 无锡地区的饮用水水源水质也因此受到极大影响。从5月 28日夜间起，无锡城区大部分地区的自来水突然“发臭”。 氮氧化物的来源 燃烧过程NOx的形成机理 形成机理 燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx 瞬时NO 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO NOx的形成 低NOx燃烧技术原理 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 燃烧器形状 低NOx燃烧技术 传统低NOx燃烧技术 1. 低氧燃烧