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氮氧化物对大气环境质量的影响
排放的NOx进入大气后要阅历分散、转化、输运以及被雨水k吸收、冲刷、清除等过程,气态的NOx在大气中可以催化氧化或光化学氧化成不易挥发的稍酸,并溶于云滴或雨商而沉降,其转化受气象条件和地舆条件等多种要素的影响。因而,氮氧化物的排放量和环境空气中二氧化氮浓度、降水pH值、降水氮沉降现象之间应当具有一定联系。

1.加重空气质量污染
NOx的排放在环境空气中转化为NO和NO2最终生成确酸与硝酸盐颗粒物,加重大气中的细粒子污染和灰霾现象。氮氧化物的排放可导致环境空气中二氧化氮浓度的升高,加重大气污染。NO可与臭氧分子反应,损坏臭氧层,异致大气中臭氧含量下降,然后削弱对紫外线辐射的屏蔽作用,而紫外线辐射量的添加首先会下降人体的免疫系统功能,损害呼吸器官和眼睛、诱发慢性病、增高皮肤癌发病率。其次,过量紫外线辐射或许限制植物的正常生长,使叶绿素的光合作用能力下降,造成主要农作物的减产,要挟人类的生存。

2.构成酸沉降现象
环境空气中的氮氧化物转化成的硝酸、亚硝酸与硝酸盐颗粒物最终可经湿沉降和干沉降从大气中消除。其可直接沉降到地表也可随降雨进入地表被地表物体吸附或吸收。环境空气中二氧化氮浓度越高会对区域氮沉降现象有必定加重作用,氮沉降越严重的地区降水中硝酸根对降水pH值酸度的增加奉献越大当HNO3、SO2,与粉尘同时存在时,或许经过反应产生毒性更大的稍酸盐气溶胶构成酸雨现象。

3.可与碳氢化合物构成光化学烟雾
光化学烟雾中对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙稀醛、甲酸等二次污染物。
会使人或动物眼睛和粘膜受刺激、引起呼吸妨碍、肺功能反常等。并会使植物表皮受到影响,色素发生变化,影响植物生长降低其对病虫害的抵抗力。

4.对臭氧层的破坏
NOx可与03反应从而使03变成O2破坏平流层中的臭氧层将使之丧失对紫外光福射的屏蔽。据相关的研究结论N2O已成为消耗臭氧的最大元凶。

氮氧化物的控制技术
随着我国经济的飞速发展,环境问题越来越突出,尤其是前些年粗放式的发展方式对环境产生了很大的污染门同时氮氧化物的排放量和对空气的污染近几年逐年加重,引起了国内很多学者的关注。对氮氧化物进行控制有3种,即燃烧前的处理、燃烧技术的改进和燃烧后的处理

1.燃烧前的氮氧化物控制技术
在氮氧化物生成过程中,主要是通过改变氮氧化物生成反应条件来实现对氮氧化物生成的控制,如改变反应温度、反应环境氧化还原性等。这类技术目前使用较为成功和普遍的有分级燃烧(包括空气分级和燃料分级)技术、烟气再循环技术及低过量空气技术等。除了这些技术之外还有一些新兴的技术被开发出来如水煤浆燃烧技术、02/CO2 燃烧技术和化学链燃烧技术等无氮燃烧技术等,虽然现在还没有得到普遍应用,但对固定原氮氧化物控制技术的发展起到了积极的促进作用。

这些控制技术的成功使用,大大降低了氮氧化物的生成与排放改善了大气环境的质量。为了最大限度地减少氮氧化物的生成这些氮氧化物控制技术还铍设计到固定源燃烧过程中所使用的燃烧器上被称为低NOx燃烧器使固定原在燃烧过程开始之初便可以抑制氮氧化物的生成,最终控制氮氧化物的排放。

2.燃烧中的氮氧化物控制技术
燃烧过程控制指通过各种技术手段控制燃烧过程中NOx的生成反应。从NOx燃烧成因得知,NOx的生成主要与燃烧火焰的温度、燃烧气体中氧的浓度、燃烧气体在高温下的滞留时间及燃料中的含氮量等因素有关。因此能通过燃烧技术控制NOx,主要有以下控制方法:

1)低 NOx燃烧技术
a低过量空气系数燃烧技术
指空气量在满足使得燃料完全燃烧利用所需的过量的空气的同时,又不会因为氧气超过所需值而产生的燃料中的氮被氧化的现象。要求整个过程在燃烧过程中采用低过量空气系数,可以减少NOx排放,但如果燃烧过程中的O2浓度太低,会导致co浓度大量增加,造成燃烧效率降低。因此在设计与实际燃烧运行过程中需要选择适当的过量空气系数。

b空气分级燃烧技术
指通过控制空气与煤扮混合的过程将燃烧所需空气逐级送入燃烧火焰中,据此使得煤粉颗粒在燃烧初期的低氧燃烧以达到降低NOx排放的目的。其技术是在第一阶段燃烧区内供入理论空气量80%左右的空气,以使过量空气系数a<1,从而 降低燃烧区内的燃烧速度和温度水平抑制NOx的生成;第二阶段再供入其余的空气使第-阶段产生的烟气在该燃烧区内过量空气系数a>I的条件下完成燃烧。空气分级燃烧技术可降低NOx排放量在15%~30%。

c燃料分级燃烧技术
该技术将燃料分为主燃烧区、再然烧区和燃尽区三个区域。把80%-85%的燃料送入主燃烧区其余15%~20%的燃料送入再燃烧区,在a
d烟气再循环燃烧技术
在锅炉尾部排放之前前抽取烟气掺入一次风或者二次风,循环参加炉膛的燃烧,可以降低氧气浓度降低燃烧温度可抑制NOx的生成炉内燃烧温度越高烟气再循环率越高对NOx降低率的影响越大。但是随着再循环烟气理的增加燃烧会趋于不稳定未完全燃烧损失也会增加。经验表明,一般电厂 的烟气再循环率可以达到10%6-20%。如果因气再循环率达到15%,可以降低NOx排放程度为25%。

e低NOx燃烧器
低NOx燃烧器可以分为空气分级低NOx燃烧器与燃料分级低NOx燃烧器。空气分级低NOx燃烧器一般是将燃烧过程分为喷口附近的富燃烧区和后部的富空气区。在喷口附近形成还原性气氛抑制NOx生成,而在后部空气助燃使燃料完全燃烧提高燃烧效率。燃料分级低NOx燃烧器与空气低NOx燃烧器相似喷口附近空气聚集过量空气系数提高形成大量NOx,燃料充分燃烧,在后部缺氧燃烧,促使NOx被还原,一般在燃烧区域后部还需要通入三次风,保证燃料的完全燃烧。

2)流化床燃烧
流化床与传统锅炉燃烧方式不同可以在90度左右实现稳定燃烧通过低温条件控制NOx生成,如果辅以分级燃烧技术可以最大限度的实现抑制NOx产生在一般情况下 NOx的生成量仅为煤粉燃烧的1/3~1/4, 。

3)富氧燃烧和全氧燃烧
富氧燃烧是用比通常空气(含氧21%)含氧浓度高的富氧空气进行燃烧可加快燃烧速度,降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间降低过量空气系数可减少NOx的形成与排放。全氧燃烧技术是以氧气为助燃介质可以有效避免利用空气助燃时有大量N2引入的情况。它一方面可以节约大量能源,避免在燃烧中对无用的N2进行不必要的加热,另一方面也可以有效减少NOx的形成与排放。对浮法玻璃溶奋来说与空气助燃相比使用全氧燃烧技术后生产每吨玻璃排放的NOx可由2.7~4.5kg减低到0.25~0.7kg减低70%以上粉尘排放可降低70%~80%。

3.燃烧后NOx控制技术
即把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2或以稍酸盐或亚硝酸盐的形式降低NOx的排放量。主要指烟气脱硝净化技术按治理工艺分为湿法脱硝和干法脱硝。

1) 湿法烟气脱硝技术
采用水、稀稍酸或NaOH、NH2•H2O、Ca(OH)2等碱性溶液对NOx进行化学吸收。可采取吸收还原法、氧化吸收法和络合吸收法等提高吸收效率。吸收还原法是利用还原剂如NH2HSO3、(NH4)2SO3等将NOx还原为N2。氧化吸收法是先将NO部分氧化为NO2,之后用碱液吸收。络合吸收法是利用夜相络合剂同NO反应生成的络合物在加热时会重新放出NO,从而使NO得以实现富集回收。该法在中试装置的去除率为10%~60%。

2)干法烟气脱硝技术
其原理是利用NH3和催化剂铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在温度为200-450摄氏度时将NOx还原为N2O由于NH3具有选择性,只与NOx发生反应基本不与O2反应。该法是目前世界上应用最多、成熟有效的一种技术效率可高达80%~90%,NOx浓度可低至100mg/m3左右。根据中国电力企业联合会统计至2009年全国约5千万KW的烟气脱硝机组投运规划和在建的烟气脱硝机组超过1亿KW,其中90%以上的机组采用SCR脱硝技术。
催化剂的活性、用量及NH3与废气中的NOx的比率等因素决定了选择性催化还原去脱氮性能的好坏。

3) 等离子体法
其原理是利用高能电子和高能电子次生活性基团将SO和NOx氧化为so,和NO,然后与NH2反响生成(NH4)2SO4和NH4.NO3而得以脱除该技能可完成烟气司步脱硫脱硝,去除SO2总功率一般超过95%,去除NOx的功率可达到80%~85%。

4) 吸附法
利用吸附剂的微孔结构和较大的比表面积对烟气中的SO2 和NOx进行吸附其吸附量随着温度或压力之变而变。常见的吸附剂有杂多酸、活性炭、分子蹄、桂胶以及含氨泥煤等。

5)催化分化法
理论条件下活化能364kJ/mol时,NOx直接分化成N2和O2。该法必须有合适的催化剂降低活化能,才干分化反响。现在相关的催化剂主要有金属氧化物、贵金属、韩铁矿型复合氧化物及金属离子交换的分子筛等。

5结论
综上所述,NOx的损害是不可忽视的,虽然在NOx 的操控与治理方面已取得了一定的发展,但从长远来说,要想操控NOx,还必须有更有用的治理办法。
因此,操控技能的研讨开发与应用,已成为燃眉之急,必须大力开发研讨适合我国国情的高效低污染燃烧技能

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