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    常见的烟气脱硝装置工艺有哪些?

    发布时间:2017/06/19 点击量:0
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      氮氧化物是大气主要污染物之一。通常氮氧化物产生途径主要有一下几个方面:1.机动车辆排放的尾气2.工业生产过程中产生了氮氧化物3. 燃烧过程产生的氮氧化物。

      烟气脱硝是指从烟气中去除氮氧化物,是世界各国控制氮氧化物污染、防治酸雨危害的主要措施。目前,烟气脱硝工艺形式各异,主要选择性催化还原脱硝技术SCR法、选择性非催化还原技术SNCR法以及SNCR+SCR组合法。除此之外,还有液体吸收法、微生物吸收法、非选择性催化还原法、炽热炭还原法、催化分解法、液膜法、SNRB工艺脱硝技术、反馈式氧化吸收脱硝技术等,这些方法或已被淘汰,或处于实验室研究阶段,或效率不高,难以投入大规模工业应用。

      因此,根据各个电厂锅炉的具体情况,市场上主流的脱硝技术主要为前三种:选择性催化还原脱硝技术SCR法、选择性非催化还原技术SNCR法以及SNCR+SCR组合法。

      1、选择性催化还原脱硝技术(SCR)

      选择性催化还原烟气脱硝技术,在300~400℃烟气温度和催化剂作用下,气态氨基还原剂(液氨、氨水、尿素制备成气态氨)喷入烟气中,与烟气中的NOx 发生还原反应,生成无害的N2和H2O(式1 至式4)。SCR 技术是目前最成熟的深度烟气脱硝技术,脱硝效率最高可达95%。

      4NO + 4NH3+ O2 → 4N2 + 6H2O (式1)

      6NO + 4NH3→ 5N2 + 6H2O (式2)

      6NO2 +8NH3 → 7N2 + 12H2O (式3)

      2NO2 +4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (式4)

      SCR 工艺需在烟道上增设一个反应器。受制于锅炉烟气参数、飞灰特性及空间布置等因素,SCR 工艺主要分为三种:高灰型、低灰型和尾部型等。高灰型SCR 是主流布置,工作环境相对恶劣,催化剂活性惰化较快,但烟气温度合适(300~400℃),经济性最高。低灰型SCR 与尾部型SCR的选择,主要是为了净化催化剂运行的烟气条件或者是受到布置空间的限制,由于需将烟气加热到300℃以上,只适合于特定环境。

      SCR是电站锅炉普遍采用的深度烟气脱硝技术,国内当前已建成、在建、拟建脱硝装置的新老机组约有400 多台,均采用高灰型工艺。

      2、选择性非催化还原技术(SNCR)

      SNCR 技术是利用机械式喷枪将氨基还原剂(如氨气、氨水、尿素)溶液雾化成液滴喷入炉膛,热解生成气态NH3,在950~1050℃温度区域(通常为锅炉对流换热区)和没有催化剂的条件下,NH3 与NOx 进行选择性非催化还原反应,将NOx 还原成N2 与H2O。其主要的化学反应为:

      氨 4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O

      尿素 2NO +(NH2)2CO + 1/2O2 → 2N2+ 2H2O + CO2

      SNCR工艺反应温度范围狭窄,对于煤种和负荷变化的适应性很差,且对喷氨量控制有一定限制,故SNCR 的脱硝效率较低,一般在50%以下,且随锅炉负荷变化较大;此外,SNCR 氨氮摩尔比较大,氨的逃逸率较高,一般控制在10ppm以下,对下游设备(除尘器和空预器等)的影响较大。

      SNCR工艺投资成本低,运行成本低,特别适合小容量锅炉的使用,一般用在100MW以下的机组上,在世界范围内大型锅炉采用此法运行的很少。

      3、SNCR/SCR 混合烟气脱硝技术

      这是SNCR与SCR 技术的结合体,在850~1100℃温度窗口,将脱硝还原剂喷入炉膛,先把部分NOx 还原成N2,烟气中剩余的NOx 及没有反应的NH3 进入内置烟道型SCR 反应区,在催化剂的作用下进一步完成脱硝还原反应。该技术可有效减少SCR 工艺的催化剂使用量,脱硝效率约50~60%,主要适用于脱硝效率要求不高、单纯SNCR无法满足、或者难以布置SCR装置的情况。

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