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化工人必备干货—烟气脱硝技术方案的对比及其介绍

关注:日期:2017-11-13

:1.NOx的生成机理 

NOx生成机理主要有燃料型、热力型及快速型三种。燃料型NOx约占总NOx的80-90%;其次是热力型,主要是由于炉内局部高温造成,也可采用适当措施加时控制;快速型NOx生成量很少。

(1)燃料型NOx

燃料型NOx是由化学地结合在燃料中的杂环氮化物热分解,并与氧化合而生成的NOx,其生成量与燃料中氮的含量有很大关系,当燃烧中氮的含量超过0.1%时,结合在燃料的氮转化为NOx的量占主要地位,如煤的含氮量一般为0.5~2.5%;燃料NOx的形成可占生成总量的60%以上,燃料氮转化为NOx量主要取决于空气过剩系数,空气过剩系数降低,NOx的生成量也降低,这是因为在缺氧状态下,燃料中挥发出来的氮与碳、氢竞争不足的氧,由于氮缺乏竞争能力,而减少了NOx的形成。

(2)热力型NOx

热力型NOx的生成机理是高温下空气的N2氧化形成NO,其主成速度与燃烧温度有很大关系,当燃烧温度低于1400℃时热力NOx生成速度较慢,当温度高于1400℃反应明显加快,根据阿累尼乌斯定律,反应速度按指数规律增加。这说明,在实际炉内温度分别不均匀的情况下,局部高温的地方会生成很多的NOx,并会对整个炉内的NOx生成量起决定性影响。热力NOx的生成量则与空气过剩系数有很大关系,氧浓度增加,NOx生成量也增加。当出现15%的过量空气时,NOx生成量达到最大,当过量空气超过15%时,由于燃料被稀释,燃烧温度下降,反而会导致NOx生成减少。热力NOx的生成还与烟气在高温区的停留时间有关,停留时间越长,NOx越多,这是因为在炉膛燃烧温度下,NOx的生成反应还未达到平衡,因而NOx的生成量将随烟气在高温区的停留时间增长而增加。

(3)快速型NOx

快速NOx是1971年Fenimore根据碳氢燃料预混火焰的轴向NOx分布实验结果提出的,是燃料在燃烧过程中碳氢化合物分解的中间产物N2反应生成的氮氧化合物,其生成速度极快,主要在火焰面上形成,且生成量较小,一般在5%以下,其主要反应如下:在温度低于2000K(1727℃)时,NOx主成主要通过CH-N2反应,在不含氮的碳氢燃料低温燃烧时,需重点考虑快速NOx的生成。

烟气脱硝主要工艺

在烟气净化技术上控制NOx排放,目前主要方法有选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR、低氮燃烧技术和电子束照射法、臭氧氧化法、吸附法、氧化吸收法等。其中,选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR,低氮燃烧,臭氧氧化法等技术已商业化。

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