大气处理课件-固定源氮氧化物污染控制.pptVIP

* 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 (2)在静电除尘器和空气预热器之间 (3)布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后 * SCR反应器置于空气预热器前的高尘烟气中 锅炉 静电除尘器 SCR反应器 空气预热器 NH3储罐蒸发器 去湿法烟气脱硫系统 NH3 空气 NH3 NH3+空气 * 烟气中含有飞灰、SO2，故反应器在“不干净”的高尘烟气中。但此处温度在300到500℃之间，适用于多数催化剂，但寿命受影响： 烟气飞灰中Na、K、Ca、Si、As会使催化剂中毒或污染； 飞灰对催化剂反应器的磨损和使催化剂反应器蜂窝堵塞； 如烟气温度升高,会使催化剂烧结或使之再结晶失效； 如烟气温度降低,氨会和三氧化硫生成硫酸氢铵,堵塞烟道； 高活性催化剂会使SO2氧化成SO3。 * SCR反应器置于空气预热器与静电除尘器之间 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 * 布置在静电除尘器和空气预热器之间，避免了温度对反应的影响，但飞灰中的杂质仍然会影响催化剂的寿命： 烟气飞灰中Na、K、Ca、Si、As会使催化剂中毒或污染； 飞灰对催化剂反应器的磨损和使催化剂反应器蜂窝堵塞； 高活性催化剂会使二氧化硫氧化成三氧化硫。 * SCR反应器布置在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 * 布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后其优点显而易见，此时可使用高活性催化剂。且结构紧凑，其寿命较长。 问题：反应器在FGD之后，温度仅有50-60度，故需加热升温。 * 两个关键因素 催化剂失活：“毒物”积累是其主要原因，降低含尘量可有效延长催化剂的使用寿命。 残留氨：未反应的NH3都将转化为硫酸盐：2NH3(g)＋SO3(g)+H2O(g) →(NH4)2SO4(s) 生成的硫酸铵为亚微米级的微粒，易于附着在催化器内或者下游的空气预热器以及引风机。 随着SCR系统运行时间的增加，催化剂活性逐渐丧失，烟气中残留的氨或者“氨泄漏”也将增加。 * 二．选择性非催化还原法(SNCR) 以尿素或氨基化合物作为还原剂将NOx还原为N2。因为需要较高的反应温度(930～1090℃)，还原剂通常注进炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道。主要的化学反应为： 4NH3十6NO →N2十6H20-------⑤ 还原剂必须注入最佳温度区，以确保反应⑤占主导；如果温度超过1100℃，反应③和④将变得重要；如果温度低于所希望的区间，残留氨量将会增加。 * 基于尿素为还原剂的SNCR系统，尿素的水溶液在炉膛的上部注入，总反应可表示为： CO(NH2)2十2NO十0.5O2 →2N2十CO2十2H20 1摩尔的尿素可以还原2摩尔的NO，但实际运行时尿素的注入量控制尿素中N与NO的摩尔比在1.0以上，多余的尿素假定降解为氮、氨和二氧化碳。 工业运行的数据表明，SNCR工艺的NO还原率较低，通常在30％～60％的范围。 * 三、吸收法净化烟气中的氮氧化物 当用碱溶液吸收NOx时，须将一半以上的NO氧化为NO2 ，或者向气流中添加NO2。当NO/NO2等于1时，吸收效果最佳。一般电厂在烟气进入洗涤器之前，烟气中的NO约有10％被氧化为NO2,洗涤器大约可以去除总氮氧化物的20%。 * 四、吸附法净化烟气中的氮氧化物 常用吸附剂:活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等。 最近，正在开发氮氧化物和二氧化硫联合控制技术。例如，美国匹兹堡能源技术中心采用浸渍了碳酸钠的γ-Al2O3圆球作为吸附剂，同时去除烟气中的氮氧化物和二氧化硫，处理过程包括吸附、再生等步骤，主要反应过程表示为： Na2CO3+Al2O3→2NaAlO2+CO2 2NaAlO2+H2O →2NaOH+A12O3 2NaOH+SO2+0.5O2 →Na2SO4+H2O * 第18次课到此 * 固定源氮氧化物污染控制 * §7-1 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 燃烧过程中形成的NOx分为三类： 燃料型NOx (fuel NOx)：由燃料中固定氮生成的NOx。 热力型NOx (thermal NOx)：燃烧中形成的NOx由大气中氮生成。这种NOx只在高温下形成，所以通常称作热力型NOx (thermal NOx)。 瞬时 NO：在低温火焰中由于含炭自由基的存在而生成的。 * 一、热力型NOx形成的热力学 1．NO生成量与温度的关系 在高温下产生NO和N02的两个总反应为: N2+O2?2NO （7-1） NO+1/2O2?N