燃煤氮氧化物排放控制技术研究进展及相关思考

《燃煤氮氧化物排放控制技术研究进展及相关思考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期广州环境科学Vo1．22．No．220o7年6月GUANGZHOUENVIRONMENTALSCIENCESJun．200719燃煤氮氧化物排放控制技术研究进展及相关思考高志飞陈建中王盼盼(昆明理工大学环境科学与工程学院，昆明650093)摘要简述了燃煤氮氧化物的产生、迁移、转化规律及其对环境造成的危害，综述了燃煤氮氧化物排放控制技术研究进展和存在的问题，提出了可供参考的相关建议及解决的方案途径。关键词氮氧化物燃煤排放控制技术解决途径燃煤过程中释放了各种污

2、染物，其中燃煤氮氧+OH=NO+H化物排放控制是近20a来国内外研究的热点问题。该反应一般在1800oC以上进行，主要是在燃N()f已成为仅次于SO。的大气污染物，据有关研究烧的燃烬阶段即火焰带的下游高温区形成，生成速的估算，到2010年，我国的NO排放量将达到度比较缓慢[21。2194万t【11。可见，今后我国NO排放量将相当巨大，1．2快速型N如果不加强控制，NO将对我国大气环境造成严重快速型NO是1971年弗尼莫尔(Fenimore)的污染。为有效控制NO的排放，由国家环境保通过实验发现的。快速型NO是碳氢类燃

3、料在过护总局和国家质量监督检验检疫总局发布，于2004量空气系数<1的富燃条件下，在火焰面内快速生年1月l13起实施的《火电厂大气污染物排放标准》成的NO，其生成过程经历了空气中的N和碳氢(GB13223—2003)对火电厂NO排放浓度作了更为燃料分解的HCN、NH、N等中间产物的一系列复严格的要求。本文针对所面临的危机与挑战，通过对杂的化学反应。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温NOx排放控制技术进展深入探讨的基础上给出了可分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成供参考的相关建议和研究方向。HCN和N，再进一步与氧

4、气作用以极快的速度生1工艺技术及生成机理上分析N产生的成，Hayhurst等把快速型NO的反应过程简化为如原因下反应式：CH+N2=HCN+N煤的燃烧过程包括初期挥发分的热解和剩余固CH2+N2=HCN+NH体物的燃烧，从燃烧角度将燃烧气体中产生的氮氧其形成时间只需要60ms，所生成量与炉膛压化物可分为热力型、快速型、燃料型以及N0。每种力0．5次方成正比，与温度的关系不大。对煤粉燃类型生成方式都有自己独特的机理途径和反应速率烧，快速型NO占总生成量的5％以下口1。方程。1．3燃料型N1．1热力型N煤在燃烧过程中生成

5、的NO主要是燃料型。燃热力型N的形成机理是由前苏联科学家捷料型NO由煤中氮化合物在燃烧中氧化而成。含有里德维齐(Zelidovich)提出的，系高温下空气中的氮氮的有机化合物热裂解产生N、CN、HCN和NH等气与氧气反应而成，其反应式为：中间产物，然后再氧化成NO。由于煤的燃烧过程由O+N2=NO+N挥发分燃烧和焦炭燃烧2个阶段组成，故燃料型N+O2=NO+ONO的形成也由气相氮的氧化(挥发分)和焦炭中剩收稿日期：2006—12—19，修改稿收到日期：2007—04—18维普资讯http://www.cqvip.co

6、m广州环境科学22卷2期余氮的氧化(焦炭)2部分组成。由于煤中氮的热分有：①随着温度升高，N0的排放减少而NO排放解温度低于煤粉燃烧温度，在600～800cc时就会生增加。②分级送风的位置在循环流化床内足够高的成燃料型NO，其生成量与温度关系不大，主要取决地方能使N0的排放减少，减少过量空气系数亦可于空气与煤粉的混合比，也与氧浓度密切相关。它在减少N20的排放。③石灰石对N20的异相分解具有煤粉燃烧NO生成总量中占60％～80％以上，是NO催化作用。④SO和N0、NO之间相互反应影响。的主要来源【4】。综上所述，可将

7、煤燃烧时氮的分解释放特性总结为如图1所示。图中左侧是反应机理，在左上角开1．4N2O生成机理始，经过中间步骤到底部。燃料氮转化在顶部开始，因氧化亚氮与全球变暖以及臭氧层破坏有直接经过中间步骤可以到左下角也可到中间底部，主要的关系而日益受到关注。N0主要在低温下形成，温受中间条件(氧化性、还原性)的影响。本图也反映了度范围在1000～1200K左右，当超过1200K后生氮氧化物的再燃烧过程，这部分氮氧化物是经过合成的N0很少。目前对N0的生成机理还缺少统一适温度下HC火焰燃烧产生的，经过图中中间过程的认识。一般认为N0

8、的生成包括均相反应和异相到左下角。反应2个途径。影响N20生成一分解的因素主要大气氮固定燃料中氮的固定氮氧化物燃烧剐，_、括媒始m}j逛c、-，嚼‘名N⋯-氧化性大气—+还原性大气图1氮氧化物在燃烧过程中形成的途径2目前氮氧化物排放控制技术特点和存在燃机中加入CO，在电厂中加入氨旧。这个过程可以问题被加热或催化。在燃烧过程中可以采用2种方法控制