循環流化床鍋爐設備及系統2/2/2023第九章氣體污染物的排放與控制第一節 環境質量與大氣污染物排放標準第二節 煤燃燒過程中SO2的生成機理與影響因素第三節 循環流化床鍋爐脫硫第四節 循環流化床鍋爐內NOx和N2O的生成機理第五節 循環流化床鍋爐內NOx和N2O的排放控制 2/2/2023化石燃料燃燒排放的污染物氣體污染物（SOx、NOx、CO、HCl、HF）與粉塵固體廢棄物污水2/2/20232/2/2023第一節 環境質量與大氣污染物排放標準一、環境質量1. SO2的特性及其對環境的影響（1）特性無色、刺激性氣體與水蒸氣在陽光催化 作用下形成硫酸（2）危害危害生物和自然生態環境腐蝕建筑材料及金屬結構2/2/20232/2/2023酸雨污染2/2/2023一、環境質量2. NOx和N2O的特性及其對大氣的影響（1）NOx

1）NO（90~95%）特性：無色有毒氣體、生存時間s級危害：導致酸雨、形成光化學煙霧、造成臭氧層破壞、對建筑物和人體構成危害、誘發癌癥的原因之一2）NO2：淺棕色，有強烈刺激性

（2）N2O：無色有毒氣體，溫室效應，NO的主要來源，破壞臭氧層2/2/2023NOx和N2O對大氣的影響2/2/2023二、大氣污染物排放標準2/2/2023二、大氣污染物排放標準2/2/2023二、大氣污染物排放標準2/2/2023第二節 SO2的生成機理與影響因素一、煤燃燒過程中SO2的生成機理1、煤中S的來源（1）元素S（可燃）（2）有機S（可燃）：與C、H結合生成的復雜有機化合物（3）無機S：黃鐵礦S（可燃）和硫酸鹽S2、生成SO2的途徑（1）鐵礦S的氧化——黃鐵礦硫（FeS2）（2）有機S的氧化（3）元素S的氧化2/2/2023二、煤燃燒過程中影響SO2析出的因素1. 顆粒在床內的停留t：t↑→SO2轉化率↑（S的分解）2. 爐膛T：隨T升高而單調增加3. α：隨α增加，SO2生成濃度減少2/2/2023第三節 循環流化床鍋爐脫硫一、流化床燃燒脫硫機理1. 脫硫方法：石灰石或白云石最為脫硫劑，在燃燒過程中分解成石灰（CaO），在氧化性氣氛下與SO2和O反應生成硫酸鈣2. 石灰石脫硫原理（1）石灰石分解：原石灰石內自然空隙擴大（2）石灰表面生成致密硫酸鈣薄層：阻礙SO2進入并反應3. 脫硫效率——SO2被石灰石吸收的百分比 max脫硫率——最佳反應溫度830~870℃4. 綜合指標Ca/S：Ca/S↑→Ca利用率↓2/2/20232/2/2023二、脫硫效率及其影響因素1. 循環流化床鍋爐燃燒方式對脫硫的益處（1）延長脫硫劑的停留t（2）在內、外循環中，脫硫劑顆粒被破碎形成新的反應表面（3）爐、分離器內的均勻溫度場（850℃）利于脫硫反應進行2/2/2023一、循環流化床鍋爐的燃燒區域2. 脫硫主要影響因素（1）爐膛T（很大） ——影響脫硫反應速度、固體產物分布、空隙堵塞特性（2）Ca/S——2~3（3）煤中含S量及脫硫劑顆粒粒徑相同Ca/S下，含S量↑→脫硫效率↑石灰石粒徑↑（反應表面積小）→脫硫率↓

（4）脫硫劑反應性（5）流化速度和床層高度（6）R2/2/2023三、脫硫劑的選擇與再生1、選擇（1）含CaCO3較高的石灰石（2）石灰石煅燒后形成較好多孔性結構的CaO2、再生 ——一段法：1100℃下利用CO和H2將CaCO3還原成CaO2/2/2023第四節 NOx和N2O的生成機理2/2/2023一、NOx（NO、NO2）的生成機理1. 熱力型——N2在高溫下氧化（1）T>1500℃，隨T升高，按指數規律增加（2）N2濃度（3）O2濃度的平方根（4）停留t2. 燃料型——燃料中含有的氮化合物熱分解，接著氧化（1）揮發份N：HCN、NH3

（2）焦炭N3. 快速型——燃料燃燒時產生的烴（CHi）撞擊N2分子生成HCN和CN，再被氧化2/2/2023二、N2O的生成機理1. 均相生成反應——揮發份N

（1）HCN（被氧化）→NCO+NO→N2O（2）NH3→NH+NO→N2O2. 多相生成反應——焦炭N（占70%）（1）直接氧化（2）與NO反應3. 分解反應（以多相反應為主）4. 生成過程5. 影響N2O的影響因素 爐膛T（決定性）、α、煙氣中O的含量、煤種、各種催化劑2/2/2023第五節 NOx和N2O的排放控制一、概述1、控制燃料型NOx

（1）低NOx燃燒技術（2）爐膛噴射脫硝技術2、減少N2O排放的方法

（1）提高爐膛T——缺點：降低脫硫率、增加NOx排放（2）降低α（3）后期燃燒（4）加入催化劑使其分解2/2/2023二、降低CFB中NOx和N2O排放的方法1、低α系數燃燒——缺點CO濃度劇增→q3↑飛灰含C量↑→q4↑爐膛內形成還原性氣氛→DT↓