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        煙氣脫硝技術的分類
        點擊次數:2901 發布時間:2017-11-28

        燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程,防止環境污染的重要性,已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。世界上比較主流的工藝分為:SCR和SNCR。這兩種工藝除了由于SCR使用催化劑導致反應溫度比SNCR低外,其他并無太大區別,但如果從建設成本和運行成本兩個角度來看,SCR的投入至少是SNCR投入的數倍,甚至10倍不止。

        概念

        為防止鍋爐內煤燃燒后產生過多的NOx污染環境,應對煤進行脫硝處理。分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。

        脫硝技術

        根據水泥窯氮氧化物的形成機理,水泥窯降氮減排的技術措施有兩大類:

        一類是從源頭上治理??刂旗褵猩蒒Ox。其技術措施:①采用低氮燃燒器;②分解爐和管道內的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,采用礦化劑,降低熟料燒成溫度。

        另一類是從末端治理??刂茻煔庵信欧诺腘Ox,其技術措施:①“分級燃燒+SNCR”,國內已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯合脫硝技術,國內水泥脫硝還沒有成功經驗;④生物脫硝技術(正處于研發階段)。

        總之,國內開展水泥脫硝,尚屬探索示范階段,還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行可靠的脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。

        脫硝的系統工程

        水泥企業采用“SNCR”方法脫硝,并非水泥企業一家之事。它受到不少制約。不僅涉及生產、流通、分配和消費,而且涉及到工業、農業、商業、交通、能源、物價、環保、安全監管和質檢等政府多個部門。

        采用SNCR方法脫硝,還原劑是zui大消耗品(但對于SCR脫硝來說催化劑的消費量更多)。水泥脫硝一般選用尿素或氨水(不選擇液氨 —— 危險品)作還原劑,但是尿素、氨水又是通過合成氨轉換而生產出來的,可是合成氨單位產品綜合能耗相當高(詳見表2)。

        現以重慶18條2500t/d線脫硝為例, 若NOx排放的本底值為1000mg/Nm³左右,NOx排放要降到500 mg/Nm³以下,年減排NOx為21060噸,則必須采用SNCR脫硝,若選擇氨水(濃度25%)作還原劑,則年需耗氨水62280噸。既相當于消耗合成氨15570噸→必然增加化工廠綜合能耗25691噸(標煤)→經信委必然增加化工廠天然氣用量和用電指標→必然增加化工廠合成氨水污染物排放(化學需氧量23.36噸、氨氮9.3噸、氰化物0.047噸、SS10.90噸、石油類1.56噸、揮發酚0.031噸、硫化物0.156噸、排水量155700噸)→勢必涉及到環保部門對合成氨生產企業污染物控制總量指標→涉及物價部門如何確定用于水泥工業脫硝的氨水、尿素價格以及化工廠增用天然氣價格如何確定→涉及增加運送氨水、尿素到水泥廠的社會運量及gongan交通安全暢通→涉及農業主管部門將尿素、氨水調出農業系統→涉及市政府節能、減排辦公室對水泥企業脫硝增加了單位產品能源消耗和廢棄物排放量如何考核→涉及國家標準制定部門修改相關標準→涉及質監部門對水泥產品質量標準檢驗等。

        分類

        燃燒前脫硝

        1)加氫脫硝

        2)洗選

        燃燒中脫硝

        1)低溫燃燒

        2) 低氧燃燒

        3)CFB燃燒技術

        4)采用低NOx燃燒器

        5)煤粉濃淡分離

        6)煙氣再循環技術

        燃燒后脫硝

        1)選擇性非催化還原 脫硝(SNCR)

        2) 選擇性催化還原 脫硝(SCR)

        3)活性炭吸附

        4)電子束脫硝

        技術

        選擇性非催化還原技術(SNCR)

        選擇性非催化還原法是一種不使用催化劑,在 850~1100℃溫度范圍內還原NOx的方法。zui常使用的藥品為氨和尿素。

        一般來說,SNCR脫硝效率對大型燃煤機組可達 25%~40% ,對小型機組可達 80%。由于該法受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小,適合老廠改造,新廠可以根據鍋爐設計配合使用。

        選擇性催化還原技術(SCR)

        SCR 是目前zui成熟的煙氣脫硝技術, 它是一種爐后脫硝

        方法, zui早由日本于 20 世紀 60~70 年代后期完成商業運行, 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” 。世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法 SCR 2種。此 2種方法都是利用氨對NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的 N2和水 ,還原劑為 NH3。

        在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分,制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃~590℃)、中溫催化劑(260℃~380℃)和低溫催化劑(80℃~300℃), 不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低,催化劑的活性會降低,導致脫硝效率下降,且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生*性損壞;如果反應溫度過gao,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,還會引起催化劑材料的相變,使催化劑的活性退化。國內外SCR系統大多采用高溫,反應溫度區間為315℃~400℃。

        優點:該法脫硝效率高,價格相對低廉,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。

        活性炭吸附

        電子束脫硝(EBA)

        EBA是目前先進的煙氣處理技術之一,其原理是利用高能電子加速器產生的電子束(500~800 kV)輻照處理煙氣,將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉化為硫酸銨和硝酸銨。該技術從20世紀80年代開始先后在日本、美國、德國、波蘭等建立中試及工業示范項目。國內*EBA脫硫脫硝示范工程于1997年8月投入運行,其實際脫硫及脫硝效率分別為86.8%和17.6%,并可回收副產品硫酸銨、硝酸銨。

         

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