火电厂氮氧化物控制技术

《燃煤氮氧化物排放控制技术》系统地介绍了燃煤氮氧化物排放控制技术。先针对全书内容介绍了涉及的基础概念和理论，接着讲述了不同种类氮氧化物的生成机理，第3章深入地介绍了低氮氧化物燃烧技术，为后面的实际运用奠定了基础。第4章论述低氮氧化物燃烧技术在燃煤锅炉中的应用，并介绍了一些新型技术。第5章介绍烟气脱硝技术，并列举了三个成功的实例辅助说明。

《燃煤氮氧化物排放控制技术》可供能源动力工程、环境工程、石油化工、冶金等领域的生产、设计与管理工作的人员以及有关科研人员参考，也可作为热能工程、工程热物理、环境工程等领域的高年级本科生和研究生的参考教材。

第1章概述1

1?1大气污染物的构成与主要来源1

1?1?1概述1

1?1?2大气组成1

1?1?3大气污染状况及主要污染气体来源6

1?2氮氧化物的危害13

1?2?1NOx对人体的危害机理13

1?2?2中毒损伤的特点及临床表现14

1?2?3NOx对环境的危害--光化学烟雾及其危害15

1?3氮氧化物的测定方法16

1?4大气排放标准与法规17

参考文献20

第2章NOx的生成机理22

2?1煤中氮的含量、化学结构和燃烧过程的分解特性22

2?1?1煤的结构22

2?1?2煤中氮的含量25

2?1?3煤燃烧时氮的分解?释放特性26

2?2NOx生成机理29

2?2?1热力型NOx29

2?2?2快速型NOx31

2?2?3燃料型NOx32

2?3N2O的生成机理34

2?3?1均相反应35

2?3?2异相反应37

2?3?3N2O的分解37

2?3?4影响N2O生成?分解的因素39

2?4煤燃烧时的NOx控制机理43

2?4?1热力型NOx的控制43

2?4?2快速型NOx的控制43

2?4?3燃料型NOx的控制44

2?5N2O的控制原理55

2?6反应动力学模型与模拟57

2?6?1NOx的气相反应动力学模型58

2?6?2天然气再燃脱硝的反应模型60

参考文献62

第3章低NOx燃烧技术70

3?1空气分级燃烧70

3?1?1概述70

3?1?2降低NOx排放的影响因素72

3?1?3应用实例及分析77

3?2燃料分级燃烧79

3?2?1概述79

3?2?2燃料分级燃烧技术原理79

3?2?3影响因素80

3?2?4高级再燃技术84

3?3烟气再循环86

3?4低过剩空气燃烧(LEA)87

3?5浓淡偏差燃烧89

3?6低NOx燃烧器90

3?6?1阶段燃烧型低NOx燃烧器90

3?6?2浓淡偏差型低NOx燃烧器97

3?6?3烟气再循环型低NOx燃烧器100

3?6?4多次分级混合型燃料分级低NOx燃烧器100

3?6?5大速差射流型双通道自稳式燃烧器101

3?7低NOx燃烧技术比较102

参考文献104

第4章燃煤锅炉的低NOx运行与新型低NOx技术107

4?1煤粉炉的低NOx运行技术107

4?1?1带"火上风"喷嘴的角置直流低NOx燃烧系统107

4?1?2带同向偏置二次风的同轴燃烧系统107

4?1?3一次风反切的低NOx同轴燃烧系统108

4?1?4燃用低挥发分煤种的低NOx同轴燃烧系统109

4?1?5DACCS?DBC低NOx燃烧系统110

4?1?6TFS燃烧系统111

4?2液态排渣炉的低NOx燃烧111

4?3层燃炉降低NOx排放技术112

4?3?1优化配风113

4?3?2层燃炉燃料再燃114

4?3?3层燃炉烟气再循环116

4?4流化床锅炉降低NOx排放的方法116

4?5水煤浆燃烧技术118

4?5?1概述118

4?5?2水煤浆的特点119

4?5?3水煤浆低NOx燃烧技术120

4?6脉动燃烧124

4?6?1概述124

4?6?2脉动燃烧装置的类型及结构125

4?6?3脉动燃烧器的工作原理126

4?6?4脉动燃烧降低NOx排放的研究126

4?6?5燃煤脉动燃烧技术127

氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO，无色)、二氧化氮(NO2，红棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等，其中除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。

氮氧化物(NOx)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物， 但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。

N2O3和N2O5都是酸性氧化物，N2O3的对应酸是亚硝酸(HNO2)，N2O3亚硝酸的酸酐;N2O5的对应酸是硝酸，N2O5是硝酸的酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是酸性氧化物。

天然排放的NOx,主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。 人为活动排放的NO，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨。NOx对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。

在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。 但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分--硝酸(HNO3)。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

此外，NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大。NOx再与平流层内的O3发生反应生成NO与O2，N0与O3进一步反应生成NO2和O2，从而打破O3平衡，使O3浓度降低，导致O3层的耗损。