氮氧化物污染控制-3.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §3 低NOx燃烧技术 凡通过改变燃烧条件来控制燃烧关键参数，以抑制生成或破坏已生成的达到减少排放的技术称为低燃烧技术。 煤的燃烧方式对NO排放的影响 探讨生成规律可以知道，NO的生成及破坏与以下因素有关： (a).煤种特性，如煤的含氮量，挥发份含量，空气－燃料比 等。 (b)燃烧区温度及其分布。 (c)燃烧区温度及其分布.炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和CHi的含量。 (d)燃烧器形状.燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。 不同燃煤设备所生成的NOx的原始排放值及为达到环境保护标准所需的NOx降低率 举例：固态除渣煤粉炉，当要求NOx排放值为650mg/m3时，所需的NOx降低率为36％。 低NOx排放主要技术措施 1 .改变燃烧条件：包括低过量空气燃烧法，空气分级燃烧法，燃料分级燃烧法，烟气再循环法。 2 .炉膛喷射脱硝：包括喷氨及尿素，喷入水蒸汽，喷入二次燃料。 3 烟气脱硝： (1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束照射烟气脱硝) (2).湿法脱硝。 低过量空气燃烧：使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行。但如果氧含量（浓度）3%时，会使CO 浓度剧增，使热效率降低。此外，低氧浓度会使炉膛内的某些地区成为还原性气氛，从而降低灰熔点引起炉壁结渣与腐蚀。 §3低NOx燃烧技术 一.传统低NOx燃烧技术 1. 低氧燃烧 降低NOx的同时提高锅炉热效率 CO、HC、碳黑产生量增加 传统低NOx燃烧技术 2. 降低助燃空气预热温度 燃烧空气由27oC预热到315oC，NO排放量增加3倍 传统低NOx燃烧技术 3. 烟气循环燃烧 降低氧浓度和燃烧区温度－主要减少热力型NOx 传统低NOx燃烧技术 4. 两段燃烧技术 第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小 第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低 二.先进的低NOx燃烧技术 原理：低空气过剩系数运行技术＋分段燃烧技术 1. 炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器 炉壁设置助燃空气（OFA，燃尽风）喷嘴 类似于两段燃烧技术 二.先进的低NOx燃烧技术 2. 空气分级的低NOx旋流燃烧器 一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化 二次火焰区：燃尽CO、HC等 二.先进的低NOx燃烧技术 3. 空气/燃料分级的低NOx燃烧器 空气和燃料均分级送入炉膛 一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx §4 烟气脱硝技术 脱硝技术的难点 处理烟气体积大 NOx浓度相当低 NOx的总量相对较大 炉膛喷射脱硝 已生成的一氧化氮，以降低的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。 喷水法反应为：但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸钾，不现实。 喷二次燃料：即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择NO反应，它还会与氧气反应，使烟气温度上升。 炉膛喷射脱硝 喷氨法（尿素等氨基还原剂） 由于氨只和烟气中反应，而一般不和氧反应，这种方法亦称选择性非催化剂吸收（SNCR）法。但不用催化剂，氨还原NO仅在950－1050这一狭窄范围内进行，故喷氨点应选择在炉膛上部对应位置。 采用炉膛喷射脱硝，喷射点必须在950－1050摄氏度之间。 喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。 炉膛喷射脱硝 若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨（粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。 总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。 选择性非催化脱硝法(SNCR)炉墙上多层氨喷口位置示意图 喷入氨/尿素 燃烧器 烟气 1050oC-950oC §4烟气脱硝技术 各种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要亦较经济的技术。但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。 干法烟气脱硝: 包括使用催化剂来促进还原反应的选择性催化脱硝法（SCR）、电子束照射法和同时脱硫脱硝法。 一. 选择性催化还原法（SCR） 烟气SCR脱硝法采用催化剂促进氨与还原反应。若使用钛和铁氧化物类催化剂，其反应温度为300oC至400oC，当采用活性焦炭时，其反应温度为100oC至150oC。 根据CATA. 反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种方案: (1)在空气预热器前350摄氏度位置. (2)在静电除尘器和空气预热器之间 (3)布置在FGD