NO +?1/2O2 ? NO2 (2)
根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果,指出碳氢自由基(CHi)在燃烧过程中撞击空气中的 N2分子生成 HCN、NH、CN和 N等中间产物,这些中间产物再进一步氧化生成 NOx,称为快速型 NOx。快速型NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气,但是同热力型 NOx的生成机理却不相同,其主要生成路径入下图所示。
燃料型 NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx。其主要生成路径如下图所示。由于 N-H键和 N-C键的远比 N≡N键要小得多,燃料型 NOx的生成要比热力型NOx容易得多,是生成NOx的最主要来源。
技术名称
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SCR
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SNCR
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臭氧氧化法
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还原剂
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NH3为主
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氨水或尿素溶液
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O3
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反应温度
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300~400℃
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850~1100℃
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50-200℃
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反应器
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需要建设
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不需要
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不需要
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脱硝效率
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80-95%
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15-50%
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70~95%
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催化剂
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需要,且定期
更换,价格贵 |
不需要
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不需要
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还原剂喷射位置
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多选择于省煤器
与空气预热器之间 |
炉膛或炉膛出口
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不需要
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SO2/SO3转化
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有
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无
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无
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NH3逃逸
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3~5ppm
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10~15ppm
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无
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对燃烧设备影响
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NH3与 SO3易形
成 NH4HSO4, 造成堵塞或腐蚀 |
几乎没有影响
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没有影响
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系统压损
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1000pa左右
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无
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无
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是否需要吹灰
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是
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否
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否
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燃料影响
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高灰分会磨耗
催化剂,碱金属氧化物会钝化催化剂(催化剂中毒) |
无
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无
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燃烧设备效率影响
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降低热效率
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无
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无
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煤焦油影响
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煤焦油导致催化剂堵塞,并覆盖催化剂表面活性成分,造成催化剂失效
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无
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无
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占地面积
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大
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小
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小
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投资
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高
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低
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中等
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运行费用
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高
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低
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中等
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我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究,对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式,温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验,总结并构建出 O3与 NOX之间详细的化学反应机理,该机理比较复杂。在实际试验中,可根据低温条件下臭氧与 NO的关键反应进行研究。低温条件下,O3与 NO之间的关键氧化反应如下:
NO+O3→NO2+O2 (1)与气相中的其他化学物质如CO,SOx等相比,NOx可以很快地被氧化,这就使得NOx的氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物,这就使得氧化反应更加完全,从而不可逆地脱除NOx,而不产生二次污染。经过氧化反应,加入的臭氧和双氧水被反应所消耗,过量的臭氧和双氧水可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外,一些重金属,如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。
组合氧化脱硝可应用于:以煤、焦炭、褐煤为燃料的公用工程锅炉;以燃气、