作者/来源:方立1,张继锋2 (1.皖能集团新能创业投资有限公司,安徽 合肥 230001;2.武汉凯迪电力工程有限公司,湖北 武汉 430223) 日期: 2010-10-09 点击率:2864
1 概述
在我国各种能源中,煤炭资源最为丰富,而煤炭燃烧又会产生大量的污染物,如燃煤电厂排放的SO2和NOx等,由于国家近些年来一直加大对SO2的控制,SO2的排放已明显好转。但国家对NOx的控制还没有明确法律规定,氮氧化物排放尚未得到有效控制,因此我国NOx排放量不断增加,增幅超过了二氧化硫。按照排放部门划分,我国绝大部分NOx来自工业、电厂和交通排放,约占90%。其中燃煤电厂排放的NOx占到我国总排放量的30%以上。按照目前的经济走势和能源状况,我国NOx排放量将继续增加,预计到2010年我国NOx排放量将达到2500万t。GOME和SCIAMACHY卫星于1996~2004年间的观测资料显示,欧洲和美国在此期间的NO2浓度水平(柱浓度)呈现下降趋势,唯独中国的NOx浓度却急剧增长(年均浓度增长超过50%)。目前,在控制电站锅炉氮氧化物方面,还没有特别完善的技术。
2 NOx的生成机理
NOx包括NO和NO2,煤在燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO(90%~95%),NO2是由NO被O2在低温下氧化而生成的。一般根据NO的生成方式可分为:热力型NO、快速型NO和燃料型NO。
2.1 热力型NO的生成
热力型NO是在高温条件下,由空气中的氮氧化生成,对温度的依赖性很强。这个反应过程是广泛认可的Zeldovich两步反应机理。在1000℃条件下,热力型NO生成量高达12%,但热力型NO随温度的下降而迅速下降,大约800℃时基本消失。
2.2 快速型NO的生成
快速型NO是在富燃料燃烧时,空气中的氮气与碳氢基(CH、CH2、CH3、C2)离子团反应生成HCN、CN,然后被逐步氧化生成NO。对于燃煤锅炉,快速型NO与燃料型及热力型NO相比,其生成量要少得多,一般占总NOx的5%以下。
2.3 燃料型NO的生成
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