《环境工程基础6专业教育》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境工程基础6专业教育（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本节内容本节内容3.3.4 4 气态污染物控制技术气态污染物控制技术3.3.4.1 4.1 气态污染物种类与性质气态污染物种类与性质3.3.4.2 4.2 气态污染物一般净化方法气态污染物一般净化方法3.3.4.3 SO4.3 SO2 2去除技术去除技术3.3.4.4 NO4.4 NOX X去除技术去除技术3.3.4.5 VOC4.5 VOC去除技术去除技术1学习幻灯3.3.4.1 4.1 气态污染物种类与性质气态污染物种类与性质种类：种类：SO2SO2、NONOX X、HCHC、COCO、VOCVOC、。、。酸碱性：酸碱性：SOSO2 2气体呈酸性，气体呈酸性，NH3NH3气体呈碱性气体呈碱
2、性溶解性：溶解性：SOSO2 2、NONOX X水水氧化还原性：氧化还原性： COCO、碳氢化合物、碳氢化合物、VOCVOC等呈还原性，等呈还原性，NONOX X呈氧化性。呈氧化性。可吸附性：可吸附性：HCHC、VOC VOC 活性炭活性炭说明：说明：HC HC 烃类；烃类； VOCVOC（versatile organic carbon) versatile organic carbon) 挥发性有机挥发性有机物物2学习幻灯3.3.4.24.2气态污染物一般净化方法气态污染物一般净化方法1 1、冷凝法、冷凝法2 2、燃烧法、燃烧法3 3、吸收法、吸收法4 4、吸附法、吸附法5 5、催化转化法
3、、催化转化法3学习幻灯1 1、冷凝法、冷凝法利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质，对气体进行冷却，使处于蒸汽状态的性质，对气体进行冷却，使处于蒸汽状态的有害物质冷凝成液体，从废气中分离出来，的有害物质冷凝成液体，从废气中分离出来，达到净化的目的。达到净化的目的。适于高浓度有害气体的去除适于高浓度有害气体的去除常作为吸收、吸附、燃烧灯净化过程的前处常作为吸收、吸附、燃烧灯净化过程的前处理理4学习幻灯2 2、燃烧法、燃烧法利用氧化燃烧或高温分解的原理，把有害气体转利用氧化燃烧或高温分解的原理，把有害气体转化为无害气体的方法。化为无害气体的方法。直接燃烧
4、法直接燃烧法催化燃烧法催化燃烧法适用于可燃或高温分解的物质适用于可燃或高温分解的物质不能回收有用物质，但可回收热量不能回收有用物质，但可回收热量5学习幻灯3 吸收法原理：利用污染物在吸收液中的溶解性气液平衡原理常见污染气体的平衡溶解度（右图）6学习幻灯4、吸附法利用某些多孔性固体吸附剂来吸附去除有害气体的方法。常用的气体吸附剂有：活性碳分子筛活性氧化铝吸附过程：物理吸附、化学吸附（反应）常用作深度净化7学习幻灯5、催化转化法含污染物气体通过催化床层发生催化反应，使污染物转化为无害或易于处理的物质。应用：工业尾气和烟气去除SO2和NOx有机挥发性气体VOCs和臭气的催化燃烧净化汽车尾气的催化净化
5、8学习幻灯3.3.4.3 SO4.3 SO2 2去除技术去除技术1 1、SOSO2 2产生源产生源2 2、源头控制、源头控制3 3、燃烧中同步控制、燃烧中同步控制4 4、末端治理、末端治理A A、吸收法、吸收法B B、催化转化法、催化转化法C C、吸附法、吸附法9学习幻灯1、SO2产生源人类使用的化石燃料都含有一定量的硫，燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2 人为活动是SO2大量排放的主要原因。大部分的控制方法可用以下反应表示：10学习幻灯硫氧化物的污染硫氧化物的污染早期早期局地环境中二氧化硫的浓度升高局地环境中二氧化硫的浓度升高近近100100年来年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降二氧化硫
6、等酸性气体导致的酸沉降最近最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子11学习幻灯硫循环与硫排放12学习幻灯13学习幻灯我国SO2排放的行业特点14学习幻灯控制技术控制技术燃烧前常规脱硫技术：燃烧前常规脱硫技术：煤炭洗选：物理洗煤、化学洗煤、微生物洗煤煤炭洗选：物理洗煤、化学洗煤、微生物洗煤煤炭气化、液化煤炭气化、液化燃烧中脱硫技术燃烧中脱硫技术: :型煤技术型煤技术循环流化床燃烧循环流化床燃烧燃烧后脱硫技术燃烧后脱硫技术: :烟气脱硫烟气脱硫15学习幻灯2 2、燃烧前脱硫技术、燃烧前脱硫技术1.1.煤炭洗选技术煤炭洗选技术同原煤相比，可节能同原煤相比，可节
7、能10%10%左右，可减少二氧化硫排左右，可减少二氧化硫排放量放量40-60%40-60%。洗选煤方法可分为物理法、微生物法和化学法。广洗选煤方法可分为物理法、微生物法和化学法。广泛采用物理法中的重介质、跳汰和浮选技术。泛采用物理法中的重介质、跳汰和浮选技术。16学习幻灯重介质法是利用密度介于煤和矸石之间的液体作为分重介质法是利用密度介于煤和矸石之间的液体作为分选介质进行选煤，分选介质通常采用磁铁矿粉与水配选介质进行选煤，分选介质通常采用磁铁矿粉与水配制成的悬浮液。制成的悬浮液。跳汰选煤是利用被选煤在上下波动的变速脉动将相对跳汰选煤是利用被选煤在上下波动的变速脉动将相对密度不同的煤和矸石分开。
8、密度不同的煤和矸石分开。浮选是利用煤和矸石的颗粒亲水性及疏水性的差异，浮选是利用煤和矸石的颗粒亲水性及疏水性的差异，将其在浮选液中分开。将其在浮选液中分开。我国以物理选煤为主，跳汰占我国以物理选煤为主，跳汰占59%59%、重介质占、重介质占23%23%、浮、浮选占选占14%14%。17学习幻灯燃烧前脱硫技术燃烧前脱硫技术2.2.煤炭的转化煤炭的转化煤的气化煤的气化采用空气、氧气、采用空气、氧气、COCO2 2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气应生成不同组分不同热值的煤气移动床、流化床和气流床三种方法移动床、流化床和气流床三种方法煤的液化
9、煤的液化通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品直接液化和间接液化直接液化和间接液化18学习幻灯燃烧前脱硫技术燃烧前脱硫技术3.3.重油脱硫重油脱硫在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成H H2 2S S从从重油中分离重油中分离直接脱硫和间接脱硫直接脱硫和间接脱硫19学习幻灯3 3、燃烧中脱硫技术、燃烧中脱硫技术1.1.型煤加工技术型煤加工技术型煤是用煤粉搀加少量固硫剂加工压制成具有型煤是用煤粉搀加少量固硫剂加工压制成具有一定强度和形状的煤制
10、品一定强度和形状的煤制品型煤有民用型煤和工业型煤两类；型煤有民用型煤和工业型煤两类；型煤固硫率一般在型煤固硫率一般在50%50%左右，并可节煤和减少左右，并可节煤和减少烟尘排放烟尘排放20学习幻灯燃烧中脱硫技术燃烧中脱硫技术2.2.流化床燃烧技术流化床燃烧技术流化床燃烧是把燃料煤和吸附剂（石灰石或白云石）流化床燃烧是把燃料煤和吸附剂（石灰石或白云石）加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，形成加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，形成湍流混合进行燃烧。湍流混合进行燃烧。主要特点是：主要特点是：(1) (1) 燃烧温度低温范围燃烧温度低温范围, ,NONOX X的生成量仅为煤粉炉的的生成量
11、仅为煤粉炉的1/3- 1/4,1/3- 1/4,可可将石灰石粉直接混入煤粒脱硫将石灰石粉直接混入煤粒脱硫 (2) (2) 燃料适应性强燃料适应性强, ,床内床内97-98%97-98%为惰性物料，热容量大，可燃为惰性物料，热容量大，可燃用劣质燃料，燃烧效率达用劣质燃料，燃烧效率达95-99%95-99%(3) (3) 燃烧强度大，床内传热能力强。燃烧强度大，床内传热能力强。 (4) (4) 可用较低成本在燃烧过程中实现脱硫，同时降低可用较低成本在燃烧过程中实现脱硫，同时降低NONOX X排放。排放。21学习幻灯流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程脱硫剂：石灰石（
12、脱硫剂：石灰石（CaCOCaCO3 3）、白云石（）、白云石（CaCOCaCO3 3MgCOMgCO3 3）炉内化学反应炉内化学反应流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境CaSOCaSO4 4的摩尔体积大于的摩尔体积大于CaCOCaCO3 3，由于孔隙堵塞，由于孔隙堵塞，CaOCaO不可能完全不可能完全转化为转化为CaSOCaSO4 422学习幻灯流化床燃烧脱硫23学习幻灯4 4、燃烧后脱硫、燃烧后脱硫燃烧设施直接排放的燃烧设施直接排放的SOSO2 2浓度通常为浓度通常为1010-4-41010-3-3数量级。数量级。由于由于SO2SO2浓度低，烟气流量大，烟
13、气脱硫通常比较昂贵。浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵。世界上目前应用最广泛的石灰石灰石脱硫技术世界上目前应用最广泛的石灰石灰石脱硫技术, ,占烟占烟气脱硫装机容量的气脱硫装机容量的80%80%以上。以上。其它烟气脱硫技术：催化转化吸收技术（适合高浓度、其它烟气脱硫技术：催化转化吸收技术（适合高浓度、低尘尾气），吸附脱硫技术（低尘）。低尘尾气），吸附脱硫技术（低尘）。24学习幻灯石灰石灰石湿法吸收脱硫石灰石灰石湿法吸收脱硫吸收剂吸收剂: :石灰石或石灰浆液。石灰石或石灰浆液。反应原理反应原理25学习幻灯石灰/石灰石湿法工艺流程 吸收剂储槽石灰石研磨制浆石灰制浆含尘烟气再热器去烟囱固液分离
14、第二级固液分离固体废物26学习幻灯石灰/石灰石湿法烟气脱硫吸收的正常工作范围: 石灰石 石灰PH值 5.8-6.2 8 液气比,l/m3 10.4 5.6浆液浓度,% 12-15 12钙硫比 1.3 1.1 气速（米秒） 2.4-3 2.4-3 SO2脱除率 70-75% 90-95%27学习幻灯石灰/石灰石湿法烟气脱硫影响运行的主要因素:脱硫率;反应剂利用率结垢和堵塞;腐蚀和磨损脱硫渣利用脱硫渣成分(干燥后) 石灰石脱硫 石灰脱硫CaCO3 335CaSO3.2H2O 58 73CaSO4.2H2O 9 11Ca(OH)2 - 1128学习幻灯石灰石灰/ /石灰石法烟气脱硫石灰石法烟气脱硫结
15、垢种类结垢种类蒸发结垢蒸发结垢Ca(OH)Ca(OH)2 2和和CaCOCaCO3 3沉积或结晶沉积或结晶CaSOCaSO3 3,CaSO,CaSO4 4结晶结晶防止结垢措施防止结垢措施控制控制PHPH值值( (过低软垢过低软垢, ,过高硬垢过高硬垢) )高液气比高液气比( (降低过饱和度降低过饱和度, ,冲刷冲刷) )晶种晶种( (减少设备结垢减少设备结垢) )循环池鼓氧强制氧化循环池鼓氧强制氧化( (降低降低SOSO4 42-2-浓度浓度) )29学习幻灯石灰石灰/ /石灰石湿法烟气脱硫石灰石湿法烟气脱硫改进的石灰改进的石灰/ /石灰石法烟气脱硫石灰石法烟气脱硫添加剂要求添加剂要求: :有
16、缓冲作用有缓冲作用, ,酸度在碳酸和亚硫酸间，如酸度在碳酸和亚硫酸间，如: :己二酸己二酸作用作用: : 提高脱硫率提高脱硫率: :抑制液体界面上抑制液体界面上pHpH下降，促进吸收。下降，促进吸收。 减少结垢减少结垢: : 己二酸钙可溶。己二酸钙可溶。30学习幻灯其它其它湿湿法烟气脱硫技术法烟气脱硫技术双碱法双碱法用碱金属盐类用碱金属盐类( (K,Na)K,Na)或碱溶液吸收或碱溶液吸收SOSO2 2用石灰或石灰石再生吸收脱硫回流液得硫酸钙沉淀用石灰或石灰石再生吸收脱硫回流液得硫酸钙沉淀, ,再生液再生液返回系统循环使用返回系统循环使用. .如如: :NaNa2 2COCO3 3和石灰双碱和
17、石灰双碱, ,一般一般NaNa补充量为补充量为0.050.05mol/molSOmol/molSO2 2 反应：反应： 再生：再生： NaNa2 2COCO3 3：31学习幻灯半干法烟气脱硫半干法烟气脱硫喷雾干燥吸收法脱硫技术喷雾干燥吸收法脱硫技术, ,于七十年代中期在美国于七十年代中期在美国开发开发优点优点: : 脱硫产物呈干态，无需除雾器及烟气再热器；脱硫产物呈干态，无需除雾器及烟气再热器； 不产生微量金属元素污染的废水不产生微量金属元素污染的废水 设备不易腐蚀设备不易腐蚀 投资费用低投资费用低缺点：缺点： 吸收剂采用石灰浆，费用较高；吸收剂采用石灰浆，费用较高； 吸收剂利用率低吸收剂利用
18、率低, ,Ca/S=1.5, Ca/S=1.5, 效率效率80%80% 用于高硫煤时经济性差用于高硫煤时经济性差32学习幻灯喷雾干燥吸收法烟气脱硫喷雾干燥吸收法烟气脱硫工艺流程工艺流程: :石灰石灰球磨机球磨机浆槽浆槽循环灰循环灰 水水预消化器预消化器吸收塔吸收塔ESPESP干灰干灰烟气烟气烟囱烟囱33学习幻灯喷雾干燥吸收法烟气脱硫喷雾干燥吸收法烟气脱硫化学过程化学过程: :生石灰制浆：生石灰制浆：SOSO2 2被液滴吸收：被液滴吸收：吸收剂与吸收剂与SOSO2 2的反应：的反应：液滴中过饱和沉淀析出：液滴中过饱和沉淀析出：部分部分( (液液) )被溶于液滴中的氧气所氧化：被溶于液滴中的氧气所
19、氧化：34学习幻灯喷雾干燥吸收法烟气脱硫喷雾干燥吸收法烟气脱硫喷雾干燥法喷雾干燥法Ca/SCa/S比值一般为比值一般为1.51.52.0,2.0,典型脱硫渣成分典型脱硫渣成分: : 飞灰飞灰 64-79%64-79% CaSOCaSO3 3.2H.2H2 2O O 14-24% 14-24% CaSO CaSO4 4.2H.2H2 2O O 2.1-4% 2.1-4% Ca(OH) Ca(OH)2 2 1.2-5%1.2-5% 当固体废物中未反应的吸收剂量小于当固体废物中未反应的吸收剂量小于5%5%时，固体废物是无害时，固体废物是无害的的, ,可采用与飞灰相同的处理处置方法（见颗粒污染物去除可
20、采用与飞灰相同的处理处置方法（见颗粒污染物去除方法）。方法）。35学习幻灯干法烟气脱硫技术干法烟气脱硫技术炉内喷钙尾部增湿法，在炉内喷钙尾部增湿法，在8080年代开始应用年代开始应用; ;吸收剂在炉膛出口喷入，避免了吸收剂的烧吸收剂在炉膛出口喷入，避免了吸收剂的烧死失活，死失活，Ca/SCa/S在在2 2以上时，脱硫率可达以上时，脱硫率可达60%;60%;工艺系统简单，脱硫费用低；工艺系统简单，脱硫费用低；炉内喷钙工艺特别适用于老锅炉的改造。炉内喷钙工艺特别适用于老锅炉的改造。36学习幻灯炉内喷钙尾部增湿法炉内喷钙尾部增湿法脱硫原理脱硫原理在在第第一一阶阶段段, , 石石灰灰石石粉粉用用气气力
21、力喷喷射射到到炉炉膛膛的的上上方方、温温度度90012509001250的区域。的区域。CaCOCaCO3 3CaO+COCaO+CO2 2 CaO+SOCaO+SO2 2+O+O2 2CaSOCaSO4 4 CaO+SOCaO+SO3 3CaSOCaSO4 4在在第第二二阶阶段段, , 烟烟气气在在活活化化器器中中喷喷入入雾雾化化水水, , 进进行行增增湿湿。烟烟气气中中未未反反应应的的CaOCaO与与水水反反应应形形成成含含湿湿的的Ca(OH)Ca(OH)2 2颗颗粒粒或浆滴或浆滴, , 与烟气中剩余的与烟气中剩余的SOSO2 2反应。反应。CaO+HCaO+H2 2O OCa(OH)Ca
22、(OH)2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2 +SO+SO2 2+H+H2 2O+1/2OO+1/2O2 2 CaSOCaSO4 4+H+H2 2O O37学习幻灯炉内喷钙尾部增湿法流程炉内喷钙尾部增湿法流程石灰石石灰石主粉仓主粉仓计量仓计量仓锅锅炉炉活化器活化器ESPESP38学习幻灯烟气脱硫工艺的综合比较烟气脱硫工艺的综合比较主要涉及因素主要涉及因素脱硫效率脱硫效率钙硫比钙硫比脱硫剂利用率脱硫剂利用率脱硫剂的来源脱硫剂的来源脱硫副产品的处理处置脱硫副产品的处理处置对锅炉原有系统的影响对锅炉原有系统的影响对机组运行方式适应性的影响对机组运行方式适应性的影响占地面积占地面积流程的复杂程度流程的
23、复杂程度动力消耗动力消耗工艺成熟度工艺成熟度39学习幻灯燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价评价指标评价指标1.1.技技术术成成熟熟度度。依依脱脱硫硫技技术术目目前前所所处处的的开开发发阶阶段段，分分为为实实验验室，中试，示范和商业化四个阶段室，中试，示范和商业化四个阶段2.2.技技术术性性能能。包包括括脱脱硫硫效效率率，处处理理能能力力，技技术术复复杂杂程程度度，占占地情况，再热需要及副产品利用等，反映技术的综合性能地情况，再热需要及副产品利用等，反映技术的综合性能3.3.环环境境特特性性。环环境境特特性性根根据据处处理理后后烟烟气气的的SOSO2 2排排放放量量
24、与与排排放放标标准比较进行评价准比较进行评价4.4.经经济济性性。选选用用技技术术的的总总投投资资和和SOSO2 2单单位位脱脱硫硫成成本本为为综综合合经经济济性的评价指标性的评价指标40学习幻灯燃烧前和燃烧中技术燃烧前和燃烧中技术综合评价综合评价41学习幻灯烟气脱硫技术烟气脱硫技术技术综合评价技术综合评价42学习幻灯5. 5. 高浓度高浓度SOSO2 2尾气的回收和净化尾气的回收和净化冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SOSO2 2浓度通常浓度通常2 24040化学反应式化学反应式反应反应1 1为放热反应，温度低时转化率高为放热反应，温度低时转化率高工业上一般采用多
25、层催化床层工业上一般采用多层催化床层43学习幻灯催化转化脱硫净化工艺催化转化脱硫净化工艺段间冷却的段间冷却的四层催化床四层催化床第二级第二级催化床催化床预除尘和预除尘和水分水分填充床填充床吸收塔吸收塔填充床填充床吸收塔吸收塔来来自自冶冶炼炼厂厂或或硫硫磺磺燃燃烧烧的的富富含含SOSO2 2的的尾尾气气水水含含有有约约为为初初始始进进气气 SOSO2 2浓浓 度度 3%3%的的尾气尾气含含有有约约为为初初始始进进 气气 SOSO2 2浓浓 度度0.3%0.3%的尾气的尾气水水单级吸收工艺单级吸收工艺二级吸收工艺二级吸收工艺SOSO2 2单级和二级净化工艺的流程图单级和二级净化工艺的流程图催化反应
26、：催化反应：42042055055044学习幻灯吸附法吸附法SOSO2 2是一种以被吸附的气体，常用的吸附剂是活性碳，活是一种以被吸附的气体，常用的吸附剂是活性碳，活性炭具有催化转化功能。性炭具有催化转化功能。吸附机理：吸附机理：第一步，物理吸附（无水蒸汽与氧气存在）第一步，物理吸附（无水蒸汽与氧气存在）第二步，化学反应（需要氧气与水蒸汽存在）第二步，化学反应（需要氧气与水蒸汽存在）反应式：反应式：活性碳脱附再生方法：活性碳脱附再生方法：加热再生：加热再生：洗涤再生洗涤再生45学习幻灯NONOX X去除技术去除技术1 1、NONOX X产生源产生源2 2、燃烧控制、燃烧控制3 3、末端治理、末
27、端治理A A、催化还原法、催化还原法B B、吸附法、吸附法C C、吸收法、吸收法46学习幻灯NONOX X的来源的来源NOxNOx包括包括N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5大气中大气中NONOx x主要以主要以NONO、NONO2 2的形式存在的形式存在NONOx x的来源的来源固氮菌、雷电等自然过程（固氮菌、雷电等自然过程（5 510108 8t/at/a）人类活动（人类活动（5 510107 7t/at/a）燃料燃烧占燃料燃烧占 90 909595以以NONO形式，其余主要为形式，其余主要为NONO2
28、2由于人类活动处于集中空间范围，显示污染由于人类活动处于集中空间范围，显示污染特性。特性。47学习幻灯48学习幻灯NONOX X的性质的性质N N2 2O O：单个分子的温室效应为单个分子的温室效应为COCO2 2的的200200倍，并参与臭倍，并参与臭氧层的破坏。氧层的破坏。NONO：大气中大气中NONO2 2的前体物质，是形成光化学烟雾的活的前体物质，是形成光化学烟雾的活跃组分。跃组分。NONO2 2: :硝酸酐，有强烈刺激性，来源于硝酸酐，有强烈刺激性，来源于NONO的氧化，是的氧化，是酸沉降的重要组成之一。酸沉降的重要组成之一。49学习幻灯燃烧过程燃烧过程NOxNOx的形成机理的形成机
29、理形成机理形成机理燃料型燃料型NOxNOx燃料中的固定氮生成的燃料中的固定氮生成的NOxNOx热力型热力型NOxNOx高温下高温下N N2 2与与O O2 2反应生成的反应生成的NoxNox瞬时瞬时NOxNOx低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOxNOx50学习幻灯NONOX X的主要形成机理的主要形成机理热力型热力型NONOX X的形成的形成产生产生NONO和和NONO2 2的两个重要反应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。上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响。平衡时平衡时NONO浓度随温度升高迅速增加。浓度随温度升
30、高迅速增加。控制控制NONOx x形成的主要因素形成的主要因素空气燃料比（控制过氧量）空气燃料比（控制过氧量）燃烧区温度及其分布燃烧区温度及其分布51学习幻灯燃烧控制：低燃烧控制：低NONOX X燃烧技术燃烧技术传统低传统低NONOx x燃烧技术燃烧技术1. 1. 低氧燃烧低氧燃烧降低降低NONOx x的同时提高锅炉热效率的同时提高锅炉热效率COCO、HCHC、碳黑产生量增加、碳黑产生量增加52学习幻灯传统低传统低NONOx x燃烧技术燃烧技术2. 2. 降低助燃空气预热温度降低助燃空气预热温度燃烧空气由燃烧空气由2727o oC C预热到预热到315315o oC C，NONO排放量增加排放
31、量增加3 3倍倍53学习幻灯传统低NOx燃烧技术3. 烟气循环燃烧降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOx54学习幻灯传统低传统低NONOx x燃烧技术燃烧技术4. 4. 两段燃烧技术两段燃烧技术第一段：氧气不足，第一段：氧气不足，烟气温度低，烟气温度低，NONOx x生生成量很小。成量很小。第二段：二次空气，第二段：二次空气，COCO、HCHC完全燃烧，烟完全燃烧，烟气温度低。气温度低。55学习幻灯先进的低先进的低NONOx x燃烧技术燃烧技术原理：低空气过剩系数运行技术分段燃原理：低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术烧技术1. 1. 炉膛内整体空气分级的低炉膛内整体空气分级的低NONOx
32、x直流燃烧器直流燃烧器炉壁设置助燃空气（燃尽风）喷嘴炉壁设置助燃空气（燃尽风）喷嘴类似于两段燃烧技术类似于两段燃烧技术56学习幻灯先进的低先进的低NONOx x燃烧技术燃烧技术2. 2. 空气分级的低空气分级的低NONOx x旋流燃烧器旋流燃烧器一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化二次火焰区：燃尽二次火焰区：燃尽COCO、HCHC等等57学习幻灯先进的低NOx燃烧技术3. 空气/燃料分级的低NOx燃烧器空气和燃料均分级送入炉膛一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的NOx58学习幻灯烟气脱硝技术烟气脱硝技术脱硝技术的难点脱硝技术的难点处理烟气体积大
33、处理烟气体积大NONOx x浓度相当低浓度相当低NONOx x的总量相对较大的总量相对较大59学习幻灯烟气脱硝技术烟气脱硝技术1. 1. 选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCRSCR）氨作为还原剂氨作为还原剂催化剂：贵金属、碱性金属氧化物催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应还原反应潜在氧化反应潜在氧化反应60学习幻灯SCRSCR脱硝技术流程脱硝技术流程61学习幻灯SCRSCR烟气脱硝的温度影响烟气脱硝的温度影响62学习幻灯烟气脱硝技术烟气脱硝技术2. 2. 选择性非催化还原法（选择性非催化还原法（SNCRSNCR）尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应
34、温度度化学反应化学反应同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生63学习幻灯烟气脱硝技术烟气脱硝技术3. 3. 吸收法吸收法碱液吸收碱液吸收必须首先将一半以上的必须首先将一半以上的NONO氧化为氧化为NONOx xNO/NONO/NO2 21 1效果最佳效果最佳64学习幻灯吸收法烟气脱硝吸收法烟气脱硝强硫酸吸收强硫酸吸收65学习幻灯烟气脱硝技术烟气脱硝技术4. 4. 吸附法吸附法吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤NOxNOx和和SOSO2 2联合控制技术联合控制技术吸附剂：浸渍碳酸钠的吸附剂：浸渍碳酸钠的 -Al2O3
35、-Al2O3反应式反应式再生：天然气、再生：天然气、COCO66学习幻灯NONOX X控制技术经济比较控制技术经济比较LNB-低氮氧化物燃烧AOFA-改进燃尽风法SCR-选择性催化还原SNCR-选择性非催化还原67学习幻灯3.3.4.5 4.5 VOCVOC去除技术去除技术1 1、VOCVOC来源与性质来源与性质2 2、源头控制、源头控制A A、替代原料及工艺替代原料及工艺B B、呼吸损耗控制呼吸损耗控制3 3、末端治理、末端治理A A、冷凝法、冷凝法B B、燃烧法、燃烧法C C、微生物净化法微生物净化法D D、吸收、吸收E E、吸附法吸附法68学习幻灯VOCVOC概念概念VOCVOC（Vol
36、atile organic compoundVolatile organic compound）中中文名文名“挥发性有机物挥发性有机物”是指各种有机化合物的气体，如烃、醇、是指各种有机化合物的气体，如烃、醇、酚、醛、酚、醛、 酯、多环及杂环化合物的气体，酯、多环及杂环化合物的气体，这些有机气体很多都具有毒性，同时是这些有机气体很多都具有毒性，同时是造成环境恶臭的主要来源。造成环境恶臭的主要来源。69学习幻灯70学习幻灯防止泄漏为主的预防性措施防止泄漏为主的预防性措施替换原材料替换原材料改变运行条件改变运行条件更换设备等更换设备等末端治理为主的控制性措施末端治理为主的控制性措施VOCVOC控制技
37、术可分为两类控制技术可分为两类71学习幻灯VOCsVOCs控制技术控制技术72学习幻灯源头控制溶剂替代源头控制溶剂替代73学习幻灯呼吸（转移）损耗的概念呼吸（转移）损耗的概念充入、呼吸和排空损耗充入、呼吸和排空损耗呼吸损耗容积变化使容器产生呼吸损耗容积变化使容器产生“吸进和呼出吸进和呼出”导致的有机物损耗导致的有机物损耗74学习幻灯转移损耗控制方法转移损耗控制方法浮顶罐，用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶罐，用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶盖浮在液面上，使液面以上没有空隙。液体注入或浮顶盖浮在液面上，使液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶盖随之上下浮动，避免上面所讲述的呼
38、吸损耗。流出时顶盖随之上下浮动，避免上面所讲述的呼吸损耗。75学习幻灯转移损耗控制方法阶段转移损耗控制方法阶段1 1控制控制76学习幻灯转移损耗控制方法阶段转移损耗控制方法阶段2 2控制控制77学习幻灯末端治理末端治理A A冷凝法冷凝法适于废气体积分数适于废气体积分数1010-2-2以上的有机蒸气以上的有机蒸气常作为其它方法的前处理常作为其它方法的前处理78学习幻灯B B燃烧法燃烧法直接燃烧直接燃烧适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气设备：燃烧炉、窑、锅炉设备：燃烧炉、窑、锅炉温度温度11001100o oC C左右左右火炬燃烧：产生大量有害气体
39、、烟尘和热辐射，应火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射，应尽量避免尽量避免79学习幻灯B B燃烧法燃烧法热力燃烧热力燃烧适于低浓度废气的净化适于低浓度废气的净化温度低，温度低，540540820820o oC C必要条件：温度、停留时间、湍流混合必要条件：温度、停留时间、湍流混合80学习幻灯催化氧化净化工艺催化氧化净化工艺催化剂：催化剂：Pt (Pd,Pt (Pd,过渡金属，稀土过渡金属，稀土)/Al)/Al2 2O O3 3 等等VOCsVOCs的催化氧化的催化氧化优点：优点：无火焰燃烧，无火焰燃烧，安全性好安全性好温度低：温度低：300300450450o oC C，辅助燃辅助燃料消耗
40、少料消耗少对可燃组分浓对可燃组分浓度和热值限制少度和热值限制少81学习幻灯82学习幻灯C C吸吸收（洗涤）法收（洗涤）法83学习幻灯吸收工艺吸收工艺吸收剂的要求吸收剂的要求对被去除的对被去除的VOCsVOCs有较大的溶解性有较大的溶解性蒸气压低蒸气压低易解吸易解吸化学稳定性和无毒无害性化学稳定性和无毒无害性分子量低分子量低84学习幻灯D D 吸吸附法附法85学习幻灯吸附工艺吸附工艺活性炭吸附活性炭吸附VOCsVOCs的性能最佳的性能最佳亦有部分亦有部分VOCsVOCs不易解吸，不宜用活性炭吸不易解吸，不宜用活性炭吸附附86学习幻灯E 微生物净化原理微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为C
41、O2和H2Ov 工艺87学习幻灯生物洗涤塔（悬浮生长系统）生物洗涤塔（悬浮生长系统）88学习幻灯生物滴滤塔89学习幻灯3.4.6 汽车污染及控制简介汽车污染物来源及种类燃料使用燃料气体挥发 HC燃烧过程碳烟、CO、HC SO2、NOx90学习幻灯汽油车行驶工况与排放汽油车行驶工况与排放1. 1. 怠速怠速, , 减速时减速时CO, HCCO, HC排放高排放高, , 浓度约为浓度约为: : CO: 1.0-6%; HC: 400-3000ppmCO: 1.0-6%; HC: 400-3000ppm NOx: 10-100ppm NOx: 10-100ppm2. 2. 加速加速, , 定速时定速
42、时NOxNOx高高, , 浓度约为浓度约为: : NOx: 1000-4000ppmNOx: 1000-4000ppm CO: 0.5-3.0%; HC: 200-600ppm CO: 0.5-3.0%; HC: 200-600ppm 加速时加速时, , 碳烟约为碳烟约为: 0.005: 0.005g/m3g/m3 91学习幻灯柴油车行驶工况与排放柴油车行驶工况与排放1. 1. COCO总是很低总是很低, , 约约0.1%0.1%2. 2. 减速减速, , 怠速时怠速时HCHC相对较高相对较高, , 浓度约为浓度约为400400ppmppm 此时此时NOxNOx较低较低, , 约为约为30-7
43、030-70ppmppm 3. 3. 加速加速, , 定速时定速时NONOx x高高, , 浓度约为浓度约为: : NOx: 800-2500ppmNOx: 800-2500ppm 此时此时HC: 90-200ppmHC: 90-200ppm4. 4. 加速时碳烟最高加速时碳烟最高, , 约为约为0.300.30g/m3g/m3 92学习幻灯主要控制技术主要控制技术前处理前处理: : 无铅汽油无铅汽油(0.013(0.013g/L), g/L), 低硫汽油和柴油低硫汽油和柴油(1200(1200ppm-50ppm)ppm-50ppm) 废气再循环废气再循环( (EGR): 20%EGR): 2
44、0%循环循环, , 降低降低NONOx x约约60%, 60%, 但油耗增但油耗增加加3%3%机内控制机内控制: : 发动机设计发动机设计 表面积表面积/ /容积容积 越小越好越小越好; ; 电子控制技术电子控制技术; ; 多气门技术多气门技术机外控制技术机外控制技术: : 热反应器热反应器, , 催化反应器催化反应器( (氧化氧化, , 还原还原-三三效效) )93学习幻灯改进点火系统电控燃油电控燃油喷射系统喷射系统94学习幻灯废气再循环废气再循环( (EGR)EGR)95学习幻灯三效催化净化技术(TWC)同时净化3种污染物: CO, HC, NOx只能在很窄的空燃比窗口工作: 闭环电控燃油喷射技术 96学习幻灯三效催化净化技术(TWC)主要使用贵金属+陶瓷载体, Pt, Rd, Pd寿命要求80000-160000km, 防中毒很关键! 97学习幻灯
