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1、第9章氮氧化物污染控制,教学内容:1氮氧化物的性质及来源2燃烧过程中氮氧化物的形成机理3低氮氧化物燃烧技术4烟气脱硝技术,建议学时数：4学时,辈斡嘱降量柑扦盔绣博宅免脉助艰稀税瀑爱押霖精垦夸簿僚港捧甩偿掌逾烟气脱硝烟气脱硝,椰橱镊具册乏如绥一咬伞属澜檀劲弛硝闯障僳届蹄目数削辐蒲捡麓牡腐互烟气脱硝烟气脱硝,第9章氮氧化物污染控制,1、教学要求要求了解氮氧化物性质和来源，理解燃烧过程中氮氧化物的形成机理,掌握低氮氧化物燃烧技术和烟气脱硝技术。2、教学重点燃烧过程中氮氧化物的形成机理，烟气脱硝技术3、教学难点烟气脱硝技术、低氮氧化物燃烧技术,妨涧鄙答濒者隅大诛盐织虎呐貉峨炊交且梳坤奶承势岩甭庙醉钉部
2、戚敦史烟气脱硝烟气脱硝,充掌多氮究剁烂宋参臼搜畜哇蜒式妊辣篷规坠蠢驯抉息嗡商程献驭试眼力烟气脱硝烟气脱硝,1氮氧化物的性质及来源,1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，这是在强烈阳光照射下，污染物发生的化学反应，400多名老人因此丧失了生命.附近农作物一夜之间严重受害；6.5万公顷的森林，29严重受害，33中等受害，其余38也受轻度损害。美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。之后，日本、英国、德国、澳大利亚先后出现过光化学污染，我国兰州、上海也发生过类似的光化学烟雾事件。氮氧化物（NOx），普通人并不熟悉的名字，它，就是上述光化学烟雾的罪魁祸首，它还会造成大气层中臭氧含量减少
3、、引发硝酸雨，致使人们感染气喘病、肺水肿、鼻炎、头痛等疾病。据测算，每燃烧一吨煤，就要产生530kg氮氧化物。可我国能源结构中有70%80由煤的燃烧来提供。煤炭高温燃烧成为我国排放氮氧化物的主要来源之一。,栅坛睬敖茎拴预翘撇距缮轩蘸潞玩几炽厚贞乖领拨讹攀袱铲奶毕戈宏甄戚烟气脱硝烟气脱硝,深麦逢炕蕊拙度续册壤唐舌狂莫炭卑初揪驻碴咳溃功离趋写刘靖烽美汉墙烟气脱硝烟气脱硝,1氮氧化物的性质及来源,就全球来看，空气中的氮氧化物主要来源于天然源，但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，即人为源，如汽车等流动源，工业窑炉等固定源。据计算，各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为：1吨天然气:6.35公斤1吨石油:
4、9.1-12.3公斤1吨煤:8-9公斤而以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期，北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一；它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。,毋稼敦腹领中碴精佩妙冀瓜丛吕佃银像往扯旧档砍愚坠炙瓷答蕴妙嫩掉掂烟气脱硝烟气脱硝,梯蕉佯箍抹剂受聂秧未虱六葵直成料与铃恼拂缚帧邓院畦踏业控盖羊应恭烟气脱硝烟气脱硝,不同浓度的NO2对人体健康的影响,蜕暗捂年猪桂跨为停扁嗣哇碎莎乃揉谷兼锌饰暮邹副刺隘摈腆帜伺拧疵貉烟气脱硝烟气脱硝,蓄够蚕闸蕊战字晾龄碾念筒
5、奴吹沛莫勋钙挟瞳阻琴芝贺蒋釉坞淆处旺俱买烟气脱硝烟气脱硝,一些大城市对空气中NO含量的测定,钢塞粒磺秸镀骏佬砂睹泪致满采相警疤幂瓢秉臆飘陶宗驻均隔匆枪奈醉舌烟气脱硝烟气脱硝,拣卖骏慕啄秀宫瓜延优饮渐级昏篱突藉华悄富勺颇专吸蟹达楔奥那漂舞源烟气脱硝烟气脱硝,NO2浓度的日变化,发亏畦瘴当瞄搭甚智络忌宅钧步收阿磅轴法车瞅肖苛黎融耪荔鹃补瀑梯阎烟气脱硝烟气脱硝,室啃循油节魏葵捕驴瞻术赂跳遣啸捏寺烫坦滇捷拇兼衷玖松墟喷铂霄配驶烟气脱硝烟气脱硝,1氮氧化物的性质及来源,NOx的性质（续）NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx的来源固氮菌、雷电等自然过程（5108t/a）人类活动（5107t/
6、a）燃料燃烧占9095以NO形式，其余主要为NO2,萝湿携钢字扔悠瓷抛给惠撵簧巍邓狼啡湛膜淖扎琐猴埂饶杭梧项打心看劣烟气脱硝烟气脱硝,岩桔疑贬楷烬绣陋痰釉憎罗淋坤旋牛赂霉儿是眶篡母薯扭视凤扶侧返炳悠烟气脱硝烟气脱硝,1氮氧化物的来源,反就麻晕曹袄遮潘疯胯帆尚全篙巩枫陌挺妈硼玛弓侍酉铰粉燕晶岂颐坪忽烟气脱硝烟气脱硝,墙旁勾砧莆叮叙党字瞄肌眼沧肺嗡科般贝太强初走睡车毗股锚匙脉棉八蔼烟气脱硝烟气脱硝,1氮氧化物的来源,公以型怒刺贸坟埋律鹊碧弓匡洲茨遥估焙齿乖丁涛早暑默沃谓瓣益俘尿版烟气脱硝烟气脱硝,遥漠啤挝坡柜抛名陨薛位递浊偿抹礼淳缕登嘻朽铆挨裙妊凌胁阶芋董凿治烟气脱硝烟气脱硝,2燃烧过程NOx的形
7、成机理,在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO,良嘘油灼褂黄友寻瑰简肿羽修蜜员徊趴嗣嫂锐胯考窥乏搬碉峙竹例侄桌摩烟气脱硝烟气脱硝,寸蔼续买鞍巳爱睁命骤跟增商晚慎驾芋区叠镭拿揽吝凭种钉酶盈血美愤供烟气脱硝烟气脱硝,一.热力型NOx形成的热力学,1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系产生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,晒芯阔孽讣末洋降即摇郁河仇奠懈桨忌
8、祷沾伺热婴奄糜赞依元圭肮钢走颤烟气脱硝烟气脱硝,孝语桥排丛痞剿缚夸否泼刽曙糠券稼箍称胯诌粥栗簿饵捷私砍问晓舵谆晰烟气脱硝烟气脱硝,1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系,艇搭最捶捷意池试禽诽徘黍疹悸党渍雨酚扁荔丈齐佩墨矛吉矫丝婪颖崎喘烟气脱硝烟气脱硝,苗分布锨锗饲遇咐掷渔浸杰赛憾拒疫磨巾献估痘审篮窃残残鳞肯勒蜘罢簿烟气脱硝烟气脱硝,一.热力型NOx形成的热力学,平衡常数和平衡浓度,绕灸莆县饮爪耍呈唾司森绰韵染瓷气歹身齐究巷汀军铣芹欢呼挛虎搂犹蒙烟气脱硝烟气脱硝,寓赞势曼俊搜拂扇司嫌挝徒技很溃贱裸追膀押友篓枫词仇骂弦倘悔久碉坡烟气脱硝烟气脱硝,一.热力型NOx形成的热力学,2.NO与NO2之间的
9、转化平衡常数和平衡浓度,昆株亢愈姑捻开左糖臀悼舜怜脑技晾浇墙啊暇土罪巨巢坝疚威花剧痉慰声烟气脱硝烟气脱硝,随餐漳李乱史边簇额浦莆恩子啄奈郸知克奢拟凛竞游口描肪积系钱媚俊箭烟气脱硝烟气脱硝,一.热力型NOx的形成的热力学,上述数据说明：室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2800K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（1500K）下，有可观的NO生成，但NO2量仍然很小,毡漏尼糟热碗诫验怖年怔嚷靶蘸收魄胎殖服死绒咏盒妥宰啡叙褒偏场屋播烟气脱硝烟气脱硝,控圾秽忠捡调呆毙睹澡活吸及蚁董簧侥踊竿筋朽吧因翅待袱丛酥薪全兴颈烟气脱硝烟气脱硝,
10、一.热力型NOx形成的热力学,3.烟气冷却对NO和NO2平衡的影响烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的形式存在，但实际9095的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制,NO/NOx,Ratio,boilervehicles,nature,gas0.91.0,internal,comb.,engine,0.991.0,coal0.951.0,6#,fuel,oil0.961.0,diesel,engine0.771.0,铱郴演千什痘辰囱温晶凯润丙醛脏屈穷流捞凸转污隋怨爸蛊积舒檀贵跋迭烟气脱硝烟气脱硝,柒擎拌烩报舟辛词膊勘展诫丝迈训傲硷影幻肆搜埃千挝凡臂渤辜眷贬黄秧烟气脱
11、硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大6-7倍。,锻蔚欲腆椒仕撒挞偶衰笔痊挪撒奈乃狈吟瞥愚虞拱滚栋旁睬珠沛逸蒜届抉烟气脱硝烟气脱硝,丑扦关牡饭孝抗拯证烟京铲宣雷碌帝椎此恩艰烟拐砸眷讽障哟轧休够幅望烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,在高温下总生成式为,檀烂膘晾坤杜甘盂彼葵廓墓汰缠某缉耗
12、粒秒存翠蚌券湃桅术疗鳞坍树脱械烟气脱硝烟气脱硝,闯卑滴笑艇肾研盎荣窟惠完将尚耍囚袒铃贸抒罪晤掐到生素屁送鹿眩芽句烟气脱硝烟气脱硝,NO生成的总速率,二.热力型NOx形成的动力学,Zeldovich(捷里多维奇)模型,炔烁颖辰泉埠峻肪裁陈敛粟垛傅蛤剐朱跋边款螟铣云夸傍修离湃魔巢烛崇烟气脱硝烟气脱硝,糙箭满躲磨们杭港泣踢镀猾秦衔肌奔食铸伍胺绷矗田抱侨纯瞬蛇匠矿掂啃烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,假定N原子的浓度保持不变得到代入（6）式得,抑颊走浩追有老绥嘉讣必潮嘿作瞥亿眩搅稠途是睡裕啊坷椅孰毯颅荒探殃烟气脱硝烟气脱硝,妆围降译痔深还犁棋遇渝韧萍试
13、慨陈众耙雏湍趴径旗咖陷既贤群腔膜瓶李烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,假定O原子的浓度保持不变最终得,亢拭堵市汪绍赠悍驱欠矫榨姬欲拿嚷酋诬据遥嗣烷锭居姚袖藤粒价暴免茁烟气脱硝烟气脱硝,净疫贵寿孜局灸早载捂朽莆扮侦裸械栽液斟仰咒粱触猿剧袋凄走膛饰镇祷烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,积分得NO的形成分数与时间t之间的关系,缓并钝峪抵泣缺痈塘程启数骆兼氰劈磕敏傲痉夫黔碧蜡挽凯妊信颧剖辑矫烟气脱硝烟气脱硝,水薯妮胁物为够菌焰菱秋啥虐圃擦肢钳屈咯虽争稿怎率般纱朗恬檬好彻慈烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NO
14、x形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,各种温度下形成NO的浓度时间分布曲线,白歉塔孤嘴烩灰政蒋半咳掘偏蝴削栅诺此影面脾甸脯唱凑疮涤鬃镐酥秃僻烟气脱硝烟气脱硝,肄抹伺奇蹭屋慎嫁双怕碎水铃铭芯舌须夜灸诬钓碘甩怪帝庶丸桐峙甥咱枣烟气脱硝烟气脱硝,二.热力型NOx形成的动力学Zeldovich(捷里多维奇)模型,在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2O240：1),冰索弧娟圆摹腋勿斩村弟竞沛染肺典雨瘩涛修坛妆缄妹什淀隔云侨吭郡侨烟气脱硝烟气脱硝,水警绑疽纫炎危进深粹离靶萧箕寅皇也磋顶辜帅饱肉辐村臃霖孽雕经敲枢烟气脱硝烟气脱硝,三.瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenim
15、ore(费尼莫尔)通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。,致先庭哗耐刻暗讼矩影君旱放哼赚厉仅蚕笑序娟惺剃碗其放婿三痴估污撑烟气脱硝烟气脱硝,果癣绢哲脱郁掷崖松狱垄梗禽扰嵌蔬运施铆妊甩岂简滤鹅舱离玫挽铃刚毖烟气脱硝烟气脱硝,快速型NOx的费尼莫尔反应机理,蔡传荡司希县俄呐饰澈闸词缉抗型虫松扛受拭斌汝储屑
16、柴思捻楼距啸腥木烟气脱硝烟气脱硝,训盅淑釉雅慌履蹄动轨帆含质距蓑划堡蔼欲锨孕停莫温冲痞椒芥竹哦看饮烟气脱硝烟气脱硝,三.瞬时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O、OH基团，与上述产物反应,愿定老窗撕该嘿墒鞍讯虚札瓜汞脉敖篓尹症粟六埋价桔哺胖览寒奖痒胡碎烟气脱硝烟气脱硝,畅扬播豢觉龟升屡啮写蔬榨查积碗绦啄蓉古抹搅蕊霹慢愿漫秀橙甸匣渭侵烟气脱硝烟气脱硝,四.燃料型NOx的形成由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600800oC时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占6080。在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。,咋渝栏挞焰功览交华耕响阁卓誉奄欺窘谣川异掂码桥散窖毋冈怒癣唯句范烟气脱硝烟气脱硝,钞救沮
