工业烟气脱硝技术探讨.pdf

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1、技术管理工业烟气脱硝技术探讨呼晓昌(中国海洋石油总公司节能减排监测中心天津300452)摘要：氮氧化物是“十二五”期间我国需要减排的重要大气污量。由于燃料洗选脱氮或加氢脱硝工艺难度较大，生产成本较染物之一，对工业烟气进行脱硝处理刻不容缓。本文论述了燃料高，因此目前还未普遍应用。现在应用较多的是燃烧过程脱硝和燃烧过程中氮氧化物的形成机理、燃烧过程中氮氧化物控制技术燃烧后脱硝。和主要的烟气脱硝技术。2.燃烧过程脱硝关键词：工业烟气；氮氧化物；脱硝燃烧过程脱硝是采取措施有意避开氮氧化物生成机理条件，氮氧化物(NOX)是影响我国空气质量的主要污染源之一，它以

2、减少燃烧过程中产生的NOx，目前应用较多的有低过量空气系与碳氢化物反应形成的光化学烟雾给人类健康带来严重危害，另数燃烧技术、空气分级燃烧技术、烟气再循环技术、低NOX燃烧外氮氧化物还是造成酸雨的一个主要原因。NOX引起的大气污器等。染已受到世界各国的广泛关注，对NOx进行处理已刻不容缓。（1）低过量空气系数燃烧2011年初全国人大审议通过的“十二五”规划纲要，首次将NOx所谓的低过量空气系数，是指燃料和燃烧空气的配比尽可能列入约束性指标体系，要求减少10％，从而使NOx成为我国下一接近燃烧理论值，即燃烧空气中所含的氧气几乎刚好满足燃料燃阶段污染减排的

3、重点。据统计，工业烟气排放的NOX比例约占总烧的需要，几乎没有多余的氧气与氮发生化学反应。低过量空气体排放的70%，因此在我国对工业烟气进行脱硝处理具有重要的系数燃烧可以使NOX排放量降低15%～20%，但如果氧含量过低意义。会造成燃料燃烧不充分，燃烧效率下降，这主要是由于氧浓度过一、氮氧化物生成机理低会造成燃烧产物中CO浓度急剧增加，CO不能完成被氧化成氮氧化物主要包括NO、NO2、N2O、N2O5等，通常简称为CO2，从而燃料无法充分燃烧放出热量。NOx。工业烟气排放的氮氧化物主要是NO和NO2，其中NO含（2）空气分级燃烧量最高占约为90%，N

4、O2次之为5%～10%，N2O含量最少为1%。空气分级燃烧技术原理是把参与燃烧化学反应的空气分两按照其燃烧生成机理的不同，大致可分为三类：燃料型NOx、热级送入，保持第一级燃烧区内过量空气系数不超过0.8，燃料在氧力型NOx和快速型NOx。气较少的工况下发生燃烧化学反应，由于氧气含量较低，所以燃1.燃料型NOx燃料本身含有的氮，由于燃烧温度通常高于燃烧的温度和速率同步降低，因而抑制了热力型NOx的生成。同料中氮的热分解温度，因而在高温燃烧中燃料中的氮发生一系列时，燃烧生成的CO会和NO发生还原反应，同时燃料中氮分解生复杂的氧化-还原反应而生成NOx，

5、通常大量生成NOx的温度是成的中间产物(CN、NH、HCN等)与NO或相互发生化学反应，减600～800℃。少燃料型NOx的生成。在二级燃烧区内，把部分燃烧空气以二次2.热力型NOx是在燃烧过程中由于燃烧空气中的N2被氧化空气输入，于一级燃烧区产生的烟气进一步反应，虽然此时为富生成NOx，温度是影响热力型NOx的生成的最重要因素，燃烧反氧燃烧，部分中间产物与氧气反应生成NO，但由于此时温度较应温度越高，生成NOx的数量越大。通常在当燃烧温度小于低，故生成量不大，因而总的NOx生成量较少。采用低过量空气1300℃时NOx的生成量不大，而当燃烧温度大于1

6、300℃时，燃烧系数燃烧可使NOx生成量降低30％～40%。温度每增加100℃，生成NOx的数量增加6～7倍。根据燃烧方式不同，分级燃烧可以分成两种：一种是在单个3.快速型NOx是由于在燃料燃烧过程中碳氢化合物浓度过燃烧器进行分级燃烧，另一种是在燃烧室（炉内）进行分级燃烧。大，燃料中的碳氢化合物高温分解生成CH自由基，CH自由基在（3）烟气再循环高温下和氮气发生化学反应产生HCN和N，HCN和N再进一步烟气再循环就是抽取燃料燃烧后的部分烟气，与进炉前的燃以极快的速度被氧化生成NOx。快速型NOx的化学反应过程十烧空气混合均匀后再次送入燃烧室，这样降低

7、了参与燃烧空气中分迅速，化学反应机理十分复杂。在燃料的整个燃烧过程所生成的氧含量，从而降低了燃料的燃烧温度，进而减少了NOX的生成的NOx中，快速NOx所占的比列非常小。空气过量系数和燃烧温数量。影响烟气再循环法降低NOX效果的两大因素是烟气再循度是影响快速型NOx的生成的两大重要因素。环率和燃料种类。实践表明，当烟气再循环率为15%～20%时，二、脱硝技术介绍可减少NOX含量约25%。烟气再循环越大，NOX的降低率越大。根据脱硝工艺顺序的不同，主要分为燃烧前脱硝、燃烧过程燃烧温度和燃料品质直接影响NOX的排放浓度。燃烧温度的高脱硝、燃烧后脱硝。低与

8、烟气再循环率对NOX降低的影响成直线关系。通常情况下，1.燃烧前脱硝电站锅炉烟气再循环率一般控制在15%～2