竖窑煤炭对氮氧化物的影响（氮氧化物与煤质的关系）
本文目录一览：
- 1、锅炉氮氧化物超标的原因和处理措施
- 2、煤炭资源开发对环境影响
- 3、煤燃烧时排放出什么污染物
- 4、用天然气取代煤炭可减少排放多少氮氧化物
- 5、煤对温室效应有什么影响
- 6、煤炭的使用对大气环境的不利影响
锅炉氮氧化物超标的原因和处理措施
关于锅炉烟气氮氧化物升高原因分析及
预控措施
一、 NOx的形成与分类
氮氧化物：NO，NO2，N2O、N2O3，N2O4，N2O5等，但在燃烧过程中生成的氮氧化物，几乎全是NO和NO2。通常把这两种氮的氧化物称为NOx
1、热力型NOx （Thermal NOx），它是空气中的氮气在高温下(1000℃-1400℃以上)氧化而生成的NOx
2、快速型NOx（Prompt NOx），它是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOx
3、燃料型NOx（Fuel NOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx
二、NOx的升高的分析
1、煤粉燃烧中各种类型NOx的生成量和炉膛温度的关系
热力型NOx是燃烧时空气中的氮（N2）和氧（O2）在高温下生成的NO和NO2
O2十M←→2O十M
O十N2←→NO十N
N十O2←→NO十O
因此，高温下生成NO和NOx的总反应式为
N2十O2←→2NO
NO十1/2O2←→NO2
2、煤粉炉的NOx排放值和燃烧方式及锅炉容量的关系
1）若燃料N全部转变为燃料NOx，则燃料中1%N燃烧生成NOx为1300ppm，实际上燃料N只是一部分转变为NOx，取转变率为25%，则燃料NOx为325ppm，即650mg/Nm3。
2)热力NOx一般占总NOx的20%～30%，现取25%，即为217 mg/Nm3。因此，总的NOx生成量为867 mg/m3。
3)若锅炉采用了低NOx燃烧器、顶部燃尽风等分级燃烧、以及提高煤粉细度和低α措施等，炉内脱硝率可达ηNOx≥50%，因此预计NOx排放浓度≤433mg/Nm3。
N2和O2生成NO的平衡常数Kp
当温度低于l000K时Kp值非常小，也就是NO的分压力(浓度)很小
温度和N2／O2(ppm)初始比对NO平衡浓度的影响
40N2／O2(ppm)是N2和O2之比为40:1的情况，这大致相当于过量空气系数为1.1时的烟气
NO氧化成NO2反应的平衡常数Kp
由表可以看出Kp随温度的升高反而减小，因此低温有利于NO氧化成NO2。当温度升高超过1000℃时，NO2大量分解为NO，这时NO2的生成量比NO低得多
煤炭中的氮含量一般在0.5％-2.5％左右，它们以氮原子的状态与各种碳氢化合物结合成氮的环状化合物或链状化合物，如喹啉(C6H5N)和芳香胺(C6H5NH2)等
当燃料中氮的含量超过0.1％时，所生成的NO在烟气中的浓度将会超过130ppm。煤燃烧时约75％-90％的NOx是燃料型NOx。因此，燃料型NOx是煤燃烧时产生的NOx的主要来源。
3、过量空气系数对燃料N转化为挥发分N比例的影响
热解温度对燃料N转化为 煤粉细度对燃料N转化为挥发分N比例的影响 挥发分N比例的影响
综合上述图表及所查资料得出，锅炉氮氧化合物升高的原因主要有下述几点
1、锅炉氮氧化合物升高主要和炉膛温度有关，温度越高生成的氮氧化合物越高，在锅炉运行当中，改变磨煤机运行方式如：B、C、D磨运行，炉膛火焰中心就会升高，炉膛下部吸热量减少，炉膛温度升高，产生氮氧化合物就会升高。
2、锅炉氮氧化合物升高与锅炉过量空气系数有关，综合现在锅炉氧量2.0%-3.0%得出锅炉过量空气系数a
如下所示：
公式a=21/21-Q2
锅炉氧量2.0%所对应下的过量空气系数1.10
锅炉氧量2.2%所对应下的过量空气系数1.11
锅炉氧量2.4%所对应下的过量空气系数1.12
锅炉氧量2.6%所对应下的过量空气系数1.14
锅炉氧量2.8%所对应下的过量空气系数1.15
锅炉氧量3.0%所对应下的过量空气系数1.16
锅炉氧量3.5%所对应下的过量空气系数1.2
通过对过量空气系数的计算，锅炉氧量越高的，燃烧所产生的烟气量就相应增加，锅炉所产出的氮氧化合物就会增加，但锅炉氧量偏低会造成，煤粉燃烧不完全，锅炉化学和机械不完全燃烧热损失升高。
3、 煤粉细度对锅炉氮氧化合物的影响
锅炉在运行当中及时调整磨煤机煤粉细度，在锅炉未改变燃烧方式的前提下，煤粉细度的粗细也会影响锅炉氮氧化合物升高和降低。
二、锅炉降低氮氧化合物的措施
1、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOX含量较多,快速型NOX极少。燃料型NOX是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOX,燃料中氮并非全部转变为NOX,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOX排放总量,可采取减少燃烧的过量空气系数在运行当中控制锅炉氧量在2.0%-2.5%控制锅炉氮氧化合物升高。
2、控制燃料与空气的前期混合，通过对降低磨煤机出口一次风速，控制煤粉进入炉膛着火时间，现磨煤机A磨风量60t/h、B磨55-58t/h、C磨45t/h，D磨运行时45t/h，逐步降低磨煤机一次风量，通过对降低磨煤机出口一次风速，控制煤粉进入炉膛着火时间，加强配风通过一、二次风的调整。
3、通过调整磨煤机出口挡板来控制磨煤机煤粉细度，找出煤粉细度的粗细在炉内燃烧产生氮氧化合物的最佳煤粉细度，来控制锅炉氮氧化合物。
4、提高入炉的局部燃料浓度，在锅炉D磨运行时，对锅炉配风进行调整，降低火焰中心位置，降低D磨煤机的给煤量，在调整时尽量调整其他磨煤机的煤量，避免大幅度调整D磨煤机的给煤量，造成锅炉氧量大幅度波动，控制炉膛负压在-30Pa至-50Pa之间，加强煤粉在炉燃烧时间，防止煤粉燃烧不充分，火焰中心上移，造成炉膛出口烟温高，造成锅炉氮氧化合物升高。
5、改变配风方式：将炉内火焰采用倒三角的配风方式，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少(相当于理论空气量的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧，降低燃烧区内的燃烧速度和温度水平，延迟燃烧过程,而且在还原性气氛中降低了生成NOX的反应率,抑制了NOX在这一燃烧中的生成量，第二阶段燃烬阶段,为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的二次风喷口送入炉膛,与朱主燃烧所产生的烟气混合,完成全部燃烧过程。
煤炭资源开发对环境影响
(1)煤炭开采导致土地资源破坏及生态环境恶化。由于露天开采剥离排土，井工开采地表 沉陷、裂缝，都将破坏土地资源和植物资源，影响土地耕作和植被生长，改变地貌并引发景 观生态的变化。开采沉陷造成中国东部平原矿区土地大面积积水受淹或盐渍化，使西部矿区 水土流失和土地荒漠化加剧。采煤塌陷还会引起山地、丘陵发生山体滑落或泥石流，并危及 地面建筑物、水体及交通线路安全。据调查，中国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万 公顷，破坏草地面积为26.3万ha，全国累计占用土地约586万ha，破坏土地约157万ha ，且每年仍以4万ha的速度递增，而矿区土地复垦率仅为10%。另据测算，中国每采万吨煤 ，平均塌陷土地0.2ha；在村庄稠密的平原矿区，每采出1000万t煤需迁移约2000人。
(2)煤炭开采破坏地下水资源，加剧缺水地区的供水紧张。中国是世界上人均占有水资源量较低的国家，且水资源分布极不平衡。从含煤地区分布看，富煤地区往往也是贫水地区。据调查，全国96个国有重点矿区中，缺水矿区占71%，其中严重缺水矿区占40%。随着煤炭开采强度和延伸速度的不断加大提高，矿区地下水位大面积下降，使缺水矿区供水更为紧张，以致影响当地居民的生产和生活。另一方面，大量地下水资源因煤系地层破坏而渗漏矿井并 被排出，这些矿井水被净化利用的不足20%，对矿区周边环境形成新的污染。据统计，中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%。2000年，全国煤矿的废污水排放量 达到27.5亿t，其中，矿井水23亿t，工业废水3.5亿t，洗煤废水5000万t，其它废水450 0万t。
(3)煤炭开采导致废气排放，危害大气环境。因煤炭开采形成的废气主要指矿井瓦斯和地 面矸石山自燃施放的气体。矿井瓦斯中的主要成分甲烷是一种重要的温室气体，其温室效应 为CO2的21倍。据统计中国每年从矿井开采中排放甲烷70～90亿m?3，约占世界甲烷总 排放量的30%，除5%左右的集中回收利用外，其余全部排放到大气中。矿区地面矸石山自燃 施放出大量含SO2、CO2 、CO等有毒有害气体，严重污染大气环境并直接损害周围居民的身体健康 。煤矸石产出量很大，其排放量约占煤矿原煤产量的15%～20%。据不完全统计，中国国有煤矿现有矸石山1500余座，历年堆积量达30亿t，占地5000ha。另据1994年的矿山环境调查， 淮河以北半干旱地区的1072座矸石山中，有464座发生过自燃，自燃率达43.3%。
(4)为满足社会对洁净煤的需求，中国原煤入洗比例连年提高。1999年原煤入洗量3.17亿 t，入洗比例30%，其中国有重点煤矿入洗比例达到48%。原煤被入洗的同时，也排放出大量 的煤泥水污染土壤植被及河流水系。据调查，因洗煤全国每年排出洗矸4500万t，洗煤废水 4000万t，煤泥200万m3。
(5)在中国，由于煤炭生产与消费之间巨大的空间差异，导致“北煤南运，西煤东输”的 长距离运煤格局。运输中产生的煤尘飞扬，既损失大量的煤炭，又污染沿线周围的生态环境 。据统计，1999年全国铁路运煤量为64917万t，平均运距为550km；经公路运输或中转到 铁路的煤炭量达6亿t，平均运距为80km。若以0.5%的扬尘损失计算，因运输向大气中排放的 煤尘达600多万t，直接经济损失超过6亿元人民币。
(6)中国长期以煤炭为主的能源消费结构，不仅形成以酸雨、二氧化硫和烟尘为主要危害 的煤烟型大气污染，也是中国污染物排放量居世界第二的主要原因。统计资料显示，2000年 ，全国废气中SO2排放总量1995万t，其中工业来源的排放量1612万t，生活来源的排放量3 83万t；烟尘排放总量1165万t，其中工业烟尘排放量953万t，生活烟尘排放量212万t； 酸雨区面积约占国土面积的30%。
煤燃烧时排放出什么污染物
煤炭燃烧产生的污染物种类要根据煤种、净度、燃烧工况等具体情况确定。
主要污染物为：SO₂、NOX(以NO₂计)、烟尘（TSP、PM10、PM2.5）、一氧化碳。
其他：砷、汞、铜、铅、铬等重金属（只限于部分煤种,砷含量超标的煤炭禁止开采）、氟化物。
煤炭燃烧时竖窑煤炭对氮氧化物的影响，氮不产生热量竖窑煤炭对氮氧化物的影响，在高温下转变成氮氧化合物和氨竖窑煤炭对氮氧化物的影响，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。
煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO₂），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。
扩展资料：
煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。
因煤炭开采形成的废气主要指矿井瓦斯和地 面矸石山自燃施放的气体。矿井瓦斯中的主要成分甲烷是一种重要的温室气体，其温室效应为CO₂的21倍。
参考资料来源：百度百科——煤炭污染
用天然气取代煤炭可减少排放多少氮氧化物
天然气取代煤炭对氮氧化物的生成条件影响较小，主要是减少二氧化硫与二氧化碳的排放
煤对温室效应有什么影响
大量燃烧煤炭竖窑煤炭对氮氧化物的影响，首先一定会产生大量二氧化碳和尘。如果是高硫煤竖窑煤炭对氮氧化物的影响，还会产生二氧化硫污染，进而加重酸雨竖窑煤炭对氮氧化物的影响；如果是燃煤发电，还会产生氮氧化物，也会加重酸雨和氮沉降，还有可能加重水体富营养化。燃烧后竖窑煤炭对氮氧化物的影响的煤渣或煤灰若不合理利用，也会占用土地，污染土壤。
煤炭的使用对大气环境的不利影响
不利影响主要有：
(1)温室气体排放，主要是二氧化碳，氮氧化物（也有很强的温室效应）
(2)粉尘方法，传统锅炉燃烧除尘设施不完善，排除粉尘污染环境对人体有害，特别是10微米下粒径。
（3)酸性气体，主要有二氧化硫和氮氧化物
（4）一般煤质较好的话，煤渣和粉煤灰可以作为建材原料，不算是污染。
