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燃煤電站、燒結機、煙氣脫硝

產品描述
氮氧化物(NOx)是在燃燒工藝過程中由于氮的氧化而產生的氣體,它不僅刺激人的呼吸系統,損害動植物,破壞臭氧層,而且也是引起溫室效應、酸雨和光化學反應的主要物質之一 。世界各地對NOx的排放限制要求都趨于嚴格,而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NOx氣體排放的最主要來源,其減排更是受到格外的重視。  
1、常見煙氣脫硝方法比較  
    適用性及特點    特點    脫除率    投資費用  
SCR    在特定催化劑作用下,用氨或其它還原劑選擇性地將NOx還原為N2 和H2O。適合排氣量大,連續排放源    二次污染小,凈化效率高,技術成熟;設備投資高,關鍵技術含量高    80%~90%    高  
SNCR    用氨或尿素類物質使NOx 還原為N2和H2O。適合排氣量大,連續排放源    不用催化劑,設備和運行費用少;NH3用量大,二次污染,難以保證反應溫度和停留時間    30%~60%    較低  
2、常見煙氣脫硝方法介紹  
(1) SCR(選擇性非催化還原)技術  
a.SCR脫硝技術簡介:  
在眾多的脫硝技術中,選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高,最為成熟的脫硝技術。它是一種爐后脫硝方法,是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與 NOx 反應生成 N2 和H2O, 而不是被 O2氧化, 故稱為“ 選擇性”。  
b.SCR法煙氣脫硝原理  
在催化劑作用下,向溫度約280~420℃的煙氣中噴入氨,將NO和NO2還原成N2和H2O?;瘜W反應方程式如下:  
4NO+ 4NH3+O2→ 4N2+6H2O  
6NO+4NH3→ 5N2+6H2O  
6NO2+8NH3→7NO2+12H2O  
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O  
c.SCR法煙氣脫硝特點  
優點:該法脫硝效率高,價格相對低廉,目前廣泛應用在國內外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術。  
缺點:燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大幅增加, 并與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外, 催化劑中毒現象也不容忽視。  
(2) SNCR(選擇性非催化還原)技術  
a.SNCR脫硝技術簡介及原理:  
SNCR于20世紀70年代中期首先在日本的燃氣、燃油電廠中得到應用,并逐步推廣到歐盟和美國。到目前為止世界上燃煤電廠SNCR工藝的總裝機容量大約在2 GW以上。  
SNCR脫硝原理  
研究表明 , 在 900~1 100 ℃溫度范圍內 , 在無催化劑的作用下, 氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地把煙氣中的 NOx還原為 N2 和 H2O , 基本上不與煙氣中的氧氣作用 ,  據此發展了 SNCR 法。其主要反應為:  
氨(NH3) 為還原劑時:  
4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O  
尿素( (NH4) 2CO) 為還原劑時:  
(NH4) 2CO = 2NH2 + CO  
NH2 + NO = N2 + H2O  
CO + NO = N2 + CO2  
實驗表明,當溫度超過 1100 ℃時,NH3會被氧化成NO,反而造成NOx排放濃度增大。其反應為:  
4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O  
而溫度低于 900 ℃時,反應不完全,氨逃逸率高,造成新的污染??梢姕囟冗^高或過低都不利于對污染物排放的控制。適宜的溫度區間被稱作溫度窗口,所以,在 SNCR 法的應用中溫度窗口的選擇是至關重要的。  
b.SCR脫硝技術特點:  
SNCR應用系統的優點:  
※ 脫硝率中等,投資成本低,運行費用低;  
※ 不使用價格昂貴的催化劑;  
※ 溶液噴射特性是多層次的,并且隨鍋爐負荷的變化可做到自動反饋調節噴射量;  
※ 不需要對鍋爐進行大規模改造,對鍋爐影響??;  
※ 鍋爐煙道內幾乎無壓降,不需要更換引風機;  
※ 不影響電除塵器及現有其他設備的布置;  
※ 所占空間極??;  
※ 容易加裝,無停工期;  
※ 不產生液體或固體廢料;  
SNCR應用系統的優點:  
※ 脫硝效率低,特別是燃油鍋爐的NOx排放量僅降低30%~50%;  
※ 對溫度要求嚴格,溫度過低,NOx轉化率低;溫度過高,NH3則容易被氧化為NOx,抵消了NH3的脫除效率;  
※ 氣相反應難以保證充分的混合,氨液消耗量大,NH3/NOx摩爾比高;  
※ 氨的泄漏量大,不僅污染大氣,而且在燃燒含硫燃料時,由于有(NH4)2SO4形成,會使空氣預熱器堵塞。  
※ 在化學反應發生足夠迅速時,SNCR過程會受動力擴散的控制,因此還是難以達到較高效率;  
※ 爐膛內擾流的影響及脫硝劑混合程度還較難控制。  
(3) SCR 與 SNCR 結合技術  
a.SCR 與 SNCR 結合脫硝技術簡介及原理:  
混合 SNCR - SCR煙氣脫硝技術并非是 SCR 工藝與 SNCR 工藝的簡單組合 ,它是結合了 SCR 技術高效、SNCR 技術投資省的特點而發展起來的一種新型工藝。SCR和 SNCR相同 ,都是在一定溫度下 ,加入煙氣中的氨或尿素溶液等與 NOx  發生還原反應 ,生成無害的氮氣和水 ,不同之處是前者有催化劑的參與 ,而催化劑的參與降低了反應溫度窗 (由不加催化劑時的 800~1 200 ℃降至 300~380 ℃或更低 ) ,并提高了反應效率。  
混合 SNCR -  SCR 工藝具有兩個反應區 ,通過布置在鍋爐爐墻上的噴射系統 ,首先將還原劑噴入第一個反應區 ———爐膛 ,在高溫下 ,還原劑與煙氣中NOx 發生非催化還原反應 ,實現初步脫氮。然后 ,未反應完的還原劑進入混合工藝的第二個反應區 ———反應器 ,進一步脫氮?;旌?nbsp;SNCR  -  SCR 工藝最主要的改進就是省去了 SCR 設置在煙道里的復雜A IG (氨噴射 )系統 ,并減少了催化劑的用量。  
b.SCR 與 SNCR 結合脫硝技術的特點:  
混合 SNCR -  SCR工藝的優點  
※ 脫硝效率高  
※ 催化劑用量小  
※ 反應塔體積小,空間適應性強  
※ 脫硝系統阻力小  
※ 降低腐蝕危害  
※ 省去 SCR旁路  
※ 催化劑的回收處理量減少  
※ 簡化還原劑噴射系統  
※ 提高 SNCR階段的脫硝效率  
※ 方便地使用尿素作為脫硝還原劑  
※ 減少 N2 O 的生成  
※ 降低由于煤種引起催化劑大量失效的壓力  
※ 有利于達標排放的“分步到位 ”  
(4) 液體吸收法效率較低,微生物法和電子束法(等離子體法)目前還處在研究階段。
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