垃圾焚烧氮氧化物生成与控制技术教学提纲.ppt
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1、垃圾焚烧氮氧化物生成(shn chn)及控制技术第一页,共29页。垃圾焚烧产生垃圾焚烧产生(chnshng)的氮氧化物概的氮氧化物概述述对垃圾焚烧炉而言,由于其过量空气系数较对垃圾焚烧炉而言,由于其过量空气系数较一般煤粉炉取得较大,要求一次风比列也一般煤粉炉取得较大,要求一次风比列也高,这样就使得其排出的高,这样就使得其排出的NOx较一般锅炉较一般锅炉(gul)要高;要高;在垃圾焚烧中,由于垃圾作为燃料的特性,在垃圾焚烧中,由于垃圾作为燃料的特性,燃烧中产生的燃烧中产生的NO占比占比90%到到95%,NO2占占5%到到10%,燃烧温度越高,燃烧温度越高,NO/NO2越高。越高。第二页,共29页
2、。世界世界(shji)范围内的范围内的NOx污染现状污染现状大气大气NO2浓度浓度(nngd)世界地图世界地图欧洲宇航局欧洲宇航局Envisat卫星卫星 2003年年1月至月至2004年年6月月第三页,共29页。氮氧化物的危害氮氧化物的危害(wihi)氮氧化物(氮氧化物(氮氧化物(氮氧化物(NO xNO x)是一种重要的大气污染物,会促进酸雨的生成,增加)是一种重要的大气污染物,会促进酸雨的生成,增加)是一种重要的大气污染物,会促进酸雨的生成,增加)是一种重要的大气污染物,会促进酸雨的生成,增加近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响空气能见度,对人体有近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,
3、影响空气能见度,对人体有近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响空气能见度,对人体有近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响空气能见度,对人体有强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡;强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡;强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡;强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡;从从从从NO2NO2污染世界地图上看世界各国污染世界地图上看世界各国污染世界地图上看世界各国污染世界地图上看世界各国NO x NO x 污染严重,欧洲、北美和中国部污染严重,欧洲、北美和中国部污染严重,欧洲、北美和中国部污染严重,欧洲、北美和中国部分地
4、区的大城市分地区的大城市分地区的大城市分地区的大城市(chngsh)(chngsh)大气中大气中大气中大气中NO2NO2浓度非常高,中国已成为浓度非常高,中国已成为浓度非常高,中国已成为浓度非常高,中国已成为NO2NO2排排排排放的重灾区;根据国家环境监测站提供的数据也表明中国的氮氧化物污放的重灾区;根据国家环境监测站提供的数据也表明中国的氮氧化物污放的重灾区;根据国家环境监测站提供的数据也表明中国的氮氧化物污放的重灾区;根据国家环境监测站提供的数据也表明中国的氮氧化物污染非常严重,一些城市染非常严重,一些城市染非常严重,一些城市染非常严重,一些城市(chngsh)(chngsh)和地区的氮氧
5、化物浓度超标,在部分和地区的氮氧化物浓度超标,在部分和地区的氮氧化物浓度超标,在部分和地区的氮氧化物浓度超标,在部分城市城市城市城市(chngsh)(chngsh)已经出现光化学烟雾。已经出现光化学烟雾。已经出现光化学烟雾。已经出现光化学烟雾。第四页,共29页。氮氧化物的生成氮氧化物的生成(shn chn)机理机理氮氧化物热力型快速型燃料型空气中氮在高温下产生燃料中的氮空气中的氮由于过量空气系数低第五页,共29页。典型垃圾典型垃圾(l j)组分成分分析组分成分分析相对其他燃烧相对其他燃烧(rnsho)方式,垃圾在焚烧方式,垃圾在焚烧炉中的燃烧炉中的燃烧(rnsho)属于低温燃烧属于低温燃烧(r
6、nsho),热力型,热力型NO和快速型和快速型NO很少,很少,燃料型燃料型NO所占比例超过所占比例超过95%,因而总,因而总NO可用燃料可用燃料NO近似表示。近似表示。第六页,共29页。典型垃圾典型垃圾(l j)组分成分分析组分成分分析典型组分典型组分NO排放排放(pi fn)比较比较床温的影响床温的影响垃圾典型组分垃圾典型组分NOx排放排放(pi fn)的关联的关联多种典型组分混烧多种典型组分混烧NO排放排放(pi fn)第七页,共29页。第八页,共29页。氮氧化物控制技术氮氧化物控制技术 氮氧化物(氮氧化物(氮氧化物(氮氧化物(NOxNOx)的形成主要与炉内温度控制及废弃)的形成主要与炉内
7、温度控制及废弃)的形成主要与炉内温度控制及废弃)的形成主要与炉内温度控制及废弃物化学成分有关。根据氮氧化物的生成机理,物化学成分有关。根据氮氧化物的生成机理,物化学成分有关。根据氮氧化物的生成机理,物化学成分有关。根据氮氧化物的生成机理,NOxNOx的的的的控制技术主要有燃前脱硝技术、燃中脱硝技术和烟气控制技术主要有燃前脱硝技术、燃中脱硝技术和烟气控制技术主要有燃前脱硝技术、燃中脱硝技术和烟气控制技术主要有燃前脱硝技术、燃中脱硝技术和烟气脱硝技术三种。燃前脱氮技术受制于经济技术原因脱硝技术三种。燃前脱氮技术受制于经济技术原因脱硝技术三种。燃前脱氮技术受制于经济技术原因脱硝技术三种。燃前脱氮技术
8、受制于经济技术原因(yunyn)(yunyn),未很好开发,本节主要以后两者为主。,未很好开发,本节主要以后两者为主。,未很好开发,本节主要以后两者为主。,未很好开发,本节主要以后两者为主。第九页,共29页。氮氧化物控制技术氮氧化物控制技术目前目前(mqin)商用的氮氧化物排放控制技术商用的氮氧化物排放控制技术燃烧中脱硝:低燃烧中脱硝:低NOx燃烧器(燃烧器(LNB)、空气分级)、空气分级燃烧(燃烧(OFA)、燃料分级燃烧、烟气再燃等;)、燃料分级燃烧、烟气再燃等;p366烟气脱硝:选择性催化还原(烟气脱硝:选择性催化还原(SCR)、选择性非)、选择性非催化还原(催化还原(SNCR)、)、SC
9、R/SNCR联用等。联用等。第十页,共29页。目前国内脱硝系统目前国内脱硝系统(xtng)的特点的特点我国目前我国目前(mqin)NO x排放标准不高,使用燃烧中脱硝就有可能满足现行的排放标准,所以排放标准不高,使用燃烧中脱硝就有可能满足现行的排放标准,所以对于新建电站基本上都配有低对于新建电站基本上都配有低NO x燃烧器,在锅炉空间预留烟气脱硝的安装空间;燃烧器,在锅炉空间预留烟气脱硝的安装空间;但是燃烧过程脱硝技术可能会降低燃烧温度,造成锅炉的热效率下降;分级燃烧如果配风不但是燃烧过程脱硝技术可能会降低燃烧温度,造成锅炉的热效率下降;分级燃烧如果配风不合理,会出现氧浓度过低,合理,会出现氧
10、浓度过低,CO浓度剧增,不完全燃烧热损失增加;会造成炉膛内某些区域浓度剧增,不完全燃烧热损失增加;会造成炉膛内某些区域的还原性气氛,降低灰熔点,引起炉膛结渣与腐蚀。的还原性气氛,降低灰熔点,引起炉膛结渣与腐蚀。对于沿海和经济发达地区,由于环境容量有限,单独使用燃烧中脱硝技术无法满足要求,需对于沿海和经济发达地区,由于环境容量有限,单独使用燃烧中脱硝技术无法满足要求,需要使用更高脱硝率的烟气脱硝技术,燃烧中脱硝技术作为烟气脱硝技术的有益补充要使用更高脱硝率的烟气脱硝技术,燃烧中脱硝技术作为烟气脱硝技术的有益补充;随着我国经济的发展和环境标准的提升,烟气脱硝技术将成为我国电厂的必需装备;随着我国经
11、济的发展和环境标准的提升,烟气脱硝技术将成为我国电厂的必需装备;第十一页,共29页。低氮燃烧器(低氮燃烧器(LNB)/阶段阶段(jidun)燃烧燃烧燃烧器被设计燃烧器被设计(shj)成可调整或不可调整式的分级进气成可调整或不可调整式的分级进气,以做阶段式燃烧。以做阶段式燃烧。燃料混合一部份的一次风燃料混合一部份的一次风(Primary air)由燃烧器喷入锅炉由燃烧器喷入锅炉,二次风则包围着燃料二次风则包围着燃料管进入锅炉通常都做涡旋式进入。管进入锅炉通常都做涡旋式进入。阶段式燃烧是将燃料加热起来同时将与其结合在一起的氮释放出来阶段式燃烧是将燃料加热起来同时将与其结合在一起的氮释放出来,此自由
12、氮存此自由氮存在于一个缺氧的气态环境中在于一个缺氧的气态环境中。剩下来的空气则留在燃烧程序的后段进入剩下来的空气则留在燃烧程序的后段进入,以便使未燃烧成氮氧化物之气态碳化以便使未燃烧成氮氧化物之气态碳化合物完成燃烧。合物完成燃烧。实施低氮燃烧器改造对电厂现有的燃烧系统和炉膛结构影响较小,故易于实施且实施低氮燃烧器改造对电厂现有的燃烧系统和炉膛结构影响较小,故易于实施且经济,但是此举无法满足较严的经济,但是此举无法满足较严的NOx排放标准,国外通常与烟气脱硝技术联合使排放标准,国外通常与烟气脱硝技术联合使用。用。在规划新建大型燃煤机组时,应一次设计在规划新建大型燃煤机组时,应一次设计(shj)到
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