锅炉烟气脱硫脱硝技术演示文稿.pptx
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1、氮氧化物的来源第1页/共49页燃烧过程NOx的形成机理形成机理燃料型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第2页/共49页燃料中的N通常以原子状态与HC结合,CN键的键能较N N 小,燃烧时容易分解,经氧化形成NOx火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例燃料中2080的氮转化为NOx燃料型NOx的形成Fuel NHCNN2NONHi(i=0,1,2)O,H,OHfastO,H,OHfastO,H,OHfastNHislowNHi,NOslow第3页/共49页1.改进燃烧技术:传统低NOx燃烧
2、技术低氧燃烧降低助燃空气预热温度烟气循环燃烧两段燃烧技术先进低NOx燃烧技术炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器空气分级的低NOx旋流燃烧器空气/燃料分级的低NOx燃烧器2.烟气脱硝:干法脱硝。(SCR、SNCR、电子束照射烟气脱硝)湿法脱硝。第4页/共49页传统低NOx燃烧技术2.降低助燃空气预热温度燃烧空气由27oC预热到315oC,NO排放量增加3倍第5页/共49页传统低NOx燃烧技术3.烟气循环燃烧烟气再循环可以降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOx第6页/共49页传统低NOx燃烧技术4.两段燃烧技术第一段:氧气不足,烟气温度低,NOx生成量很小第二段:二次空气,CO、HC完全燃
3、烧,烟气温度低第7页/共49页先进的低NOx燃烧技术原理:低空气过剩系数运行技术分段燃烧技术1.炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器炉壁设置助燃空气(OFA,燃尽风)喷嘴类似于两段燃烧技术第8页/共49页烟气脱硝技术脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对较大第9页/共49页第10页/共49页工艺选择选择性催化还原脱除NOX的运行成本主要受催化剂寿命的影响,一种不需要催化剂的选择性还原过程或许更加诱人,这就是选择性非催化还原技术。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂,而且还需要一定的停留时间。还原剂喷入炉膛温
4、度为8501100的区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。第11页/共49页工艺反应原理尿素溶液脱硝(SNCSNC)工艺(1 1)尿尿素素溶溶液液做做为为脱脱硝硝剂剂的的反反应应 过程过程Na2CO3SO2Na2SO3CO22NaOHSO2Na2SO3H2ONa2SO3SO2H2O2NaHSO3第12页/共49页尿素溶液脱硝系统组成(1)脱硝剂制备系统(2)炉前喷射系统(3)自动控制系统第13页/共49页尿素溶液脱硝工艺的主要优点(1)系统简单:不需要改变现有锅炉的设备设置,而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽,氨
5、或尿素喷射装置及其喷射口即可,系统结构比较简单;(2)系统投资小:相对于SCR的大约40美元kW-1 60美元kW-1的昂贵造价,由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂而只需要廉价的尿素或液氨,所以SNCR大约5美元kW-1 10美元kW-1的造价显然更适合我国国情;(3)阻力小:对锅炉的正常运行影响较小;(4)系统占地面积小:需要的较小的氨或尿素储槽,可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地预算。第14页/共49页 SO2污染控制第15页/共49页第一节 硫循环与硫排放第16页/共49页硫是地壳中第六大丰富的元素,主要以硫酸硫是地壳中第六大丰富的元素,主要以硫酸盐的形式存在;盐的形式存在;大
6、气中的含硫化合物主要包括大气中的含硫化合物主要包括H2S、SO2、SO3;SOx天然来源:天然来源:火山爆发、天然原始微生物火山爆发、天然原始微生物活动;活动;SOx人为源:人为源:燃料燃烧、金属冶炼燃料燃烧、金属冶炼;一、硫的存在形态及来源一、硫的存在形态及来源第17页/共49页天然气:以天然气:以H2S 的形式存在;的形式存在;石油燃料及油岩:有机硫形式存在;石油燃料及油岩:有机硫形式存在;石油制品:浓缩在高沸点组分中;石油制品:浓缩在高沸点组分中;煤:以细的黄铁矿(煤:以细的黄铁矿(FeS2)晶体形式或有机)晶体形式或有机硫形式存在。硫形式存在。二、燃料中硫的化学形态二、燃料中硫的化学形
7、态第18页/共49页我国SO2排放的行业特点第19页/共49页我国北方城市SO2污染现状第20页/共49页vv我国南方我国南方城市城市SO2污污染现状染现状第21页/共49页20世纪90年代末我国酸雨区域分布第22页/共49页第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫一、一、流化床燃烧技术流化床燃烧技术1.概述 流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当气流气流流过一个流过一个固体颗粒的床层固体颗粒的床层时,时,若其流速达到使气流流阻压降等于固若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时(即达到临界流化速度)
8、,体颗粒层的重力时(即达到临界流化速度),固体床本身会变得像流体固体床本身会变得像流体一样,原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说,一样,原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说,固固体床料体床料已经已经被流态化被流态化了。流化床燃烧即利用了这一现象。了。流化床燃烧即利用了这一现象。如果把气流流速进一步加大如果把气流流速进一步加大,气体会在已经流化的床料中形成气泡,从,气体会在已经流化的床料中形成气泡,从已流化的固体颗粒中上升,到流化的固体颗粒的界面时,气泡会穿过界已流化的固体颗粒中上升,到流化的固体颗粒的界面时,气泡会穿过界面而破裂,就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂
9、一样。因此这样的流化面而破裂,就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又床又称为称为 “鼓泡床鼓泡床”。继续加大气流流速,当超过终端速度,继续加大气流流速,当超过终端速度,颗粒就会颗粒就会被气流带走,但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回被气流带走,但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中,就能连续不断地操作,成为床中,就能连续不断地操作,成为循环流化床循环流化床。第23页/共49页2.流化床燃烧技术气流速度介于临界速度和输送速气流速度介于临界速度和输送速度之间,煤粒保持流化状态度之间,煤粒保持流化状态流化床利于燃料的流化床利于燃料的充分燃烧充分燃烧强化
10、强化气固两相的气固两相的热量和质量交换;热量和质量交换;延长延长停留时间停留时间;燃烧;燃烧更完全更完全第24页/共49页2.分类分类按流态:鼓泡流化床和循环流化床按运行压力:常压流化床和增压流化床第25页/共49页流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫第26页/共49页第27页/共49页循环流化床第28页/共49页脱硫剂:脱硫剂:石灰石(石灰石(CaCO3)、)、白云石(白云石(CaCO3MgCO3)炉内化学反应炉内化学反应CaSO4的摩尔体积大于的摩尔体积大于CaCO3,由于孔,由于孔隙堵塞,隙堵塞,CaO不可能完全转化为不可能完全转化为CaSO4二、二、流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程第2
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