NOx的危害及燃煤NOx的生成.ppt

烟气脱硝技术,张东平 2011年10月,第十章 烟气脱硝技术概述,第一节 NOx的危害及燃煤NOx的生成 第二节 NOx的排放控制法规 第三节 降低NOx排放的燃烧技术 第四节 烟气脱硝技术,第一节 NOx的危害及燃煤NOx的生成,氮氧化物种类：NO 、 NO2 、 N2O、 N2O3 、 N2O4 、 N2O5;大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 特性：NO是无色、无刺激气味的不活泼气体，可被氧化成NO2 ，NO2是棕红色有刺激性臭味的气体。 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,NOx的来源 固氮菌、雷电等自然过程（5108t/a） 人类活动（5107t/a） 主要来自于车辆废气、火力发电站和其他工业的燃料燃烧以及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程。 燃料燃烧占 90 95以NO形式，其余主要为NO2,NOx的来源,影响人类健康：光化学烟雾对呼吸器官有强烈的刺激和致癌作用； 影响森林和作物生长：酸雨破坏作物和树根系统的营养循环； 影响全球气候：破坏臭氧的循环，减少臭氧层厚度，引发温室效应。,NOx的污染及危害,光化学反应使NO2分解为NO和O3，大气中臭氧对人体健康十分有害。 光化学烟雾中对植物有害的成分主要为臭氧和氮氧化合物：臭氧浓度超过0.1ppm时便对植物产生危害。NO2浓度达1ppm时，某些植物便会受害。 氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。,NOX的污染及危害,不同浓度的NO2对人体健康的影响,煤燃烧过程NOx的形成机理,一、形成机理 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx 燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx 快速型NOx 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx,NOx的形成机理,热力型NOx的形成 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,室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2 800左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2 常规燃烧温度（1500 ）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小,燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图,燃料中的N通常以原子状态与HC结合，CN键的键能较N N 小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx 火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例 燃料中2080的氮转化为NOx,燃料型NOx的形成,快速型NO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CH、CH2和C2基团，与上述产物反应,NOx的形成,燃料中氮含量对NOx转化率的影响,余气系数1.2,含氮量,过量空气系数对NOx转化率的影响,NOx转化率与燃烧温度和过量空气系数的关系,抑制NOx生成和促使破坏NOx的途径,如上所述，NOx的生成和破坏规律十分复杂，而影响NOx转化率的因素又很多，所以对燃料型NOx的转化率进行理论计算非常困难；但目前已建立数百个与NOx生成规律及其破坏有关的化学反应在内的数学模型。 日本丰桥大学在试验研究的基础上得出燃料型NOx的转化率CR和燃料中含氮量N(干基)、挥发分含量V(干基)、过量空气系数、燃烧时的最高温度Tmax()和燃烧时氧的浓度RO2的经验公式： CR=4.0710-1-1.28 10-1N+3.34 10-4V2(-1) +5.5510-4 Tmax+3.50 10-3RO2,