電廠脫銷技術(shù).docx

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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。電廠脫銷技術(shù)第一節(jié)概述一、NOx生成機理本節(jié)簡要分析燃煤過程中NOx生成機理和影響因素,大量研究認(rèn)為,燃燒過程中生成的NOx有三種類型:熱力型、快速型和燃料型。影響燃燒中NOx生成的因素有燃料特性如煤種、含氮量、含氮物質(zhì)結(jié)構(gòu)顆粒粒徑等;運行條件如燃燒方式、負(fù)荷、溫度、氧量、反應(yīng)(停留)時間等。1．熱力型NOx熱力型NOx主要源于燃燒過程中溫度高于1800K時氮氣被氧化成NO,反應(yīng)機理如下:N2+O=NO+N(11-1)N+O2=NO+O(11-2)N+OH=NO+H(11-3)

2、前兩個式子稱為捷里德維奇(Zeldovieh)模型,這三個式子一起稱為擴大的捷里德維奇模型。其生成過程是一個不分支連鎖反應(yīng)。氮原子只能從(11-1)式子中產(chǎn)生,而不能經(jīng)過氮分子分解得到?？諝庵械肿覰=N鍵能為946kJ/(g·mol)比一般有機化合物中的C-N鍵能(一般為252-630(g·mol))大的多,故第一個式子反應(yīng)的活化能大,控制著反應(yīng)速度,是整個連鎖反應(yīng)的關(guān)鍵反應(yīng)。在富燃料的火焰中,N和OH生成的NO的反應(yīng)也很重要,即第3個式子。熱力型NOx的反應(yīng)時間很短暫,一般只需要微秒的十分之一,可是生成量取決溫度水平、停留時間和氧原子

3、濃度。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。圖11-1熱力型NOx生成量與溫度的關(guān)系上圖能夠看出熱力型NOx主要影響因素為溫度,另外在高溫區(qū)的停留時間和氧濃度也是影響的因素。當(dāng)溫度小于1800K時,NOx生成量很少,而當(dāng)溫度高于1800K時,溫度增100K,反應(yīng)速率增加6-7倍。另外,反應(yīng)對O原子敏感。試驗結(jié)果表明,化學(xué)當(dāng)量比1.0的時候,熱力NOx為0,在化學(xué)當(dāng)量比1.2條件下,熱力NOx少于總NOx的15%。在煤粉燃燒過程中,熱力型NOx占總NOx排放量的15%-25%。在工程實踐中采用煙氣再循環(huán)、濃淡燃燒、水

4、蒸氣噴射以及高溫空氣燃燒技術(shù)都是利用機理抑制熱力型NOx生成的措施。2．快速性NOx快速型NOx是碳?xì)淙剂显谶^量空氣系數(shù)

5、很低。過量空氣系數(shù)對快速型NOx影響比較大。由于快速型NOx需要碳?xì)浠衔餆峤馓細(xì)渥杂苫蚇2的反應(yīng),因此在富燃料火焰中生成量較多,多發(fā)生于內(nèi)燃機的燃燒過程,而對于煤燃燒過程中揮發(fā)分中的氮主要以HCN、NH3等形式存在,揮發(fā)分的燃燒將產(chǎn)生快速型NOx,占總NOx生成量的5%左右。3．燃料型NOx燃料型NOx指燃料中的氮在燃燒過程中經(jīng)過一系列的氧化一還原反應(yīng)而生成的NOx,它是煤燃燒過程中NOx生成的主要來源,約占NOx生成量的80%左右。煤燃燒過程由揮發(fā)分燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成,故燃料型NOx的形成也相應(yīng)的由氣相氮的氧化(揮發(fā)分)和焦

6、炭中殘余氮的氧化(焦炭)兩部分組成。揮發(fā)分氮占總?cè)剂系s75%-95%,焦炭氮約占25%左右。如揮發(fā)分中HCN,NH3與自由基O、OH、O2等的氧化反應(yīng)以及焦炭N的氧化反應(yīng)生成燃料型NOx,同時生成的部分NO又與揮發(fā)分HCN、NH3,等發(fā)生還原反應(yīng)生成N2,如圖11-3所示。圖11-3燃料轉(zhuǎn)化模型燃料氮生成NOx的過程很復(fù)雜,涉及到在高溫下的許多自由基,包括OH、O、H、NH2、NH、NCO、CHi等,揮發(fā)分中HCN和NH3的氧化過程如圖11-4。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。圖11-4HCN的氧化過程HC

7、N和O反應(yīng)控制著HCN的消除:HCN+O=NCO+H(11-4)HCN+O=NH+CO(11-5)之后NCO和NH、H反應(yīng)生成N,反應(yīng)過程很快,N繼續(xù)進(jìn)行如下反應(yīng)N+OH=NCO+HN+NO=N2+O(11-6)(11-7)式(11-6)和(11-7)決定了火焰中NO和N2的分布。NH3和OH,O或H反應(yīng)生成NH2,NH2進(jìn)一步生成NH,NH氧化生成NO;NH3還原NO生成N2。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。圖11-4NH3的氧化程另外,在焦炭表面NO被原成N2C+NO=1/

8、2N2+CO(11-8)CHi基和NO也會生反CHi+NOCO+N2+OH+??(11-9)燃料NOx受燃溫度、量空氣系數(shù)、煤種、煤粒大小等的影響,同也受燃程中燃料-空氣混合條件的影響。二、低