氮氧化合物的形成
、特性及危害
氮氧化合物的行程:
天然排放的氮氧化物,主要來自土壤和海洋中有機物的分解,屬于自然界的氮循環(huán)過程
。人為活動排放的NO,大部分來自化石燃料的燃燒過程
,如汽車
、飛機、內(nèi)燃機及工業(yè)窯爐的燃燒過程
;也來自生產(chǎn)
、使用硝酸的過程,如氮肥廠
、有機中間體廠
、有色及黑色金屬冶煉廠等。
基本概念:
氮氧化物指的是只由氮
、氧兩種元素組成的化合物。常見的氮氧化物有一氧化氮(NO
,無色)
、二氧化氮(NO2,紅棕色)
、一氧化二氮(N2O)
、五氧化二氮(N2O5)等,其中除五氧化二氮常態(tài)下呈固體外
,其他氮氧化物常態(tài)下都呈氣態(tài)
。作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2
。
理化性質(zhì):
除五氧化二氮為固體外, 其余均為氣體。分子式NOx
。其中四氧化二氮是二氧化氮二聚體
,常與二氧化氮混合存在構(gòu)成一種平衡態(tài)混合物。一氧化氮和二氧化氮的混合物
,又稱硝氣(硝煙)
。相對密度:一氧化氮接近空氣,一氧化二氮、二氧化氮比空氣略重
。熔點: 五氧化二氮為30℃
,其余均為零下。均微溶于水
,水溶液呈不同程度酸性
。一氧化氮、二氧化氮水中分解生成硝酸和氧化氮
。一氧化二氮300℃以上才有強氧化作用, 其余有不同程度氧化性,特別是五氧化二氮
,在-10℃以上分解放出氧氣和硝氣。氮氧化物系非可燃性物質(zhì),但均能助燃
,如一氧化二氮(N2O)
、二氧化氮和五氧化二氮遇高溫或可燃性物質(zhì)能引起爆炸。
危害:
氮氧化物可刺激肺部
,使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病
,呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者,會較易受二氧化氮影響
。對兒童來說
,氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變
,但仍未可確定導(dǎo)致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時間
。以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個重要原因。汽車尾氣中的氮氧化物與碳氫化合物經(jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的有毒煙霧
,稱為光化學(xué)煙霧
。光化學(xué)煙霧具有特殊氣味,刺激眼睛
,傷害植物
,并能使大氣能見度降低。另外
,氮氧化物與空氣中的水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的成分
。大氣中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃燒和植物體的焚燒,以及農(nóng)田土壤和動物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化
。
目前低氮鍋爐氮氧化合物國內(nèi)不同的地區(qū)主要有三種標準分別為:80mg/m3
,50mg/m3
,30mg/m3,下面介紹的為行業(yè)最高標準30mg/m3氮氧化合物廢氣處理的方法和措施(長三角按照執(zhí)行≤50mg/m3)
,不論是熱水鍋爐還是蒸汽鍋爐基本執(zhí)行這四個標準
。
鍋爐降低氮氧化物方法措施一:
特殊的鍋爐結(jié)夠的設(shè)計
降低氮氧化合排放值,首先鍋爐爐膛的換熱面積(既爐膽的直徑和長度)必須要達到相關(guān)要求
,以達到與燃燒器火焰的完美匹配
。
方法措施二:采用FGR(煙氣再循環(huán))燃燒技術(shù)
FGR燃燒技術(shù)工作原理:
煙氣再循環(huán)技術(shù)是通過將部分鍋爐排煙重新引入爐膛,并同大然氣
、空氣混合進行燃燒的一種降低氮氧化物的技術(shù)
。運用煙氣再循環(huán)技術(shù),鍋爐內(nèi)部核心區(qū)的燃燒溫度降低
,過量空氣系數(shù)保持不變
,在鍋爐效率不降低的情況下,抑制了氮氧化物的生成
,達到降低氮氧化物排放的目的
。鍋爐排煙的10%-25%經(jīng)FGR煙管從鍋爐排煙主管弓回至鍋爐前端,通過FGR煙管上的調(diào)節(jié)風(fēng)門進行煙氣量的調(diào)節(jié);助燃空氣經(jīng)過新風(fēng)過濾器后進入變頻風(fēng)機
,經(jīng)風(fēng)機升壓后至鍋爐前端;燃料氣經(jīng)過雙截止閥閥組
、伺服調(diào)閥后至鍋爐前端;鍋爐排煙、助燃空氣通過混合器后混合
,與燃料氣在特殊設(shè)計的噴嘴噴出
,在鍋爐中形成穩(wěn)定的火焰。

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