中科大燃燒污染與環(huán)境保護(hù)04燃煤污染控制-3脫硝技術(shù)

4.燃煤污染控制

4.1.除塵技術(shù)

4.2.脫硫技術(shù)

4.3.脫硝技術(shù)

4.3.脫硝技術(shù)

4.3.3煙氣脫硝

4.3.1低NOx燃燒技術(shù)4.3.2爐膛噴射脫硝思考問題燃燒過程中降低Nox排放的主要方法？低Nox燃燒技術(shù)主要有哪些？簡述低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒以及煙氣再循環(huán)降低Nox排放的基本原理。煙氣脫硝方法？SCR、SNCR？4.3.1低NOx燃燒技術(shù)

用改變?nèi)紵龡l件的方法來降低NOx的排放，統(tǒng)稱為低NOx燃燒技術(shù).在各種降低NOx排放的技術(shù)中，低NOx燃燒技術(shù)是采用最廣、相對簡單、經(jīng)濟(jì)并且是有效的方法.★低過量空氣燃燒

★空氣分級燃燒

★燃料分級燃燒

★煙氣再循環(huán)

低NOx燃燒技術(shù)★低過量空氣燃燒

使燃燒過程盡可能地在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制NOx的生成，采用低過量空氣燃燒可以降低NOx排放15％—20％。

煤粉燃燒時一次風(fēng)比例和煙氣中飛灰含碳量與NOx含量的關(guān)系

爐內(nèi)氧的濃度過低，低于3％以下時，會造成CO濃度的急劇增加，從而大大增加化學(xué)未完全燃燒熱損失.同時，也會引起飛灰含碳量的增加，燃燒效率將會降低。

★空氣分級燃燒

基本原理一級燃燒：將供入爐膛的空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?0％—75％，使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒。過量空氣系數(shù)α＜1，降低了燃燒區(qū)內(nèi)的燃燒速度和溫度水平，而且在還原性氣氛中降低了生成NOx的反應(yīng)率，抑制了NOx的生成量。二級燃燒：其余空氣與一級燃燒區(qū)產(chǎn)生的煙氣混合，在α＞1的條件下完成全部燃燒過程。

空氣分級燃燒彌補(bǔ)了低過量空氣燃燒的缺點(diǎn).但若第一級和第二級的空氣比例分配不當(dāng)，然會增加不完全燃燒的損失.同時，在煤粉爐第一級燃燒區(qū)內(nèi)的還原性氣氛也存在著使灰熔點(diǎn)降低而引起結(jié)渣，或引起受熱面腐蝕的問題。

一級燃燒區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)燃料中氮含量與NOx生成量的關(guān)系

大型煤粉鍋爐空氣分級燃燒效果舉例★燃料分級燃燒

NO在遇到烴根CHi和末完全燃燒產(chǎn)物CO，H2，C和CnHm時，會發(fā)生NO的還原反應(yīng)。4NO十CH4→2N2十CO2十H2O2NO十2CnHm十(2n十m/2-1)O2→N2十2nCO2十mH2O2NO十2CO→N2十2CO22NO十2C→N2十2CO2NO十2H2→N2十2H2O一次燃燒區(qū)：一次燃料，在α＞1的條件下燃燒并生成N0x。

再燃燒區(qū)：二次燃料，在α＜1的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級燃燒區(qū)中生成的NOx被還原成氮分子(N2)。燃盡區(qū)：最后再送入二次風(fēng)，在α＞1的條件下將未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。

燃料分級燃燒原理示意圖

不同種類的二次燃料和再燃區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)α2及NOx濃度的關(guān)系

★煙氣再循環(huán)

將鍋爐尾部煙氣再送入爐內(nèi)，降低了氧氣濃度，降低燃燒溫度，從而降低NOx的排放濃度。

不足：由于循環(huán)煙氣量的增加，燃燒會趨于不穩(wěn)定，而且末完全燃燒熱損失會增加。增加循環(huán)風(fēng)機(jī)、煙道，增大投資，系統(tǒng)也較復(fù)雜。鍋爐煙氣再循環(huán)系統(tǒng)示意圖

煙氣再循環(huán)率與NOx降低率的關(guān)系1—燃料為煤氣或輕油；2—重油鍋爐和液態(tài)排渣煤粉爐3——固態(tài)排渣煤粉爐

不同煤燃燒設(shè)備的低N0x燃燒技術(shù)比較

4.3.2爐膛噴射脫硝向爐膛噴射某種物質(zhì)來還原已生成的NOx，從以降低NOx的排放量。包括噴水、噴射二次燃料和噴氨等。噴氨：4NH3十4NO十O2→6H2O十4N24NH3十2NO2十O2→6H2O十3N24NH3十6NO→6H2O十5N28NH3十6NO2→12H2O十7N2

優(yōu)缺點(diǎn)：非催化噴氨脫硝法投資少，運(yùn)行費(fèi)用也低。但反應(yīng)溫度范圍狹窄；要有良好的混合及反應(yīng)空間和反應(yīng)時間的條件；NH3泄漏量過大等問題.

4.3.3煙氣脫硝

干法煙氣脫硝選擇性催化還原法

SCR(SelectiveCatalyticReduction)選擇性非催化還原