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    水泥窑低温SCR脱硝工艺技术路线及优缺点介绍

    发布时间:2017/12/18 点击量:0
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      随着国家对于大气污染治理的力度进一步加大,对于水泥行业的排放标准也面临进一步收紧。《水泥工业大气污染物排放标准》规定重点地区NO排放标准(标况下,以下同)为320mg/m,而北京作为全国空气污染治理的重点城市,2016年1月1日起执行水泥制造企业氮氧化物排放不得高于200mg/m的地方标准。

      目前,水泥窑使用的选择性非催化还原(SNCR)氮氧化物脱除效率在60%左右,难以满足更严格的排放标准。因此对水泥制造企业来说,意味着脱硝工艺路线将全新升级,由选择性非催化还原(SNCR)全面转向选择性催化还原技术(SCR)。我国2500t/d以上的生产线普遍加装余热锅炉,其排烟温度在150oC左右,目前电力行业使用的中温SCR脱硝催化剂的工作温度为300~400oC,在水泥行业难以直接使用中温SCR催化脱硝技术对NO排放进行控制,故低温脱硝将成为首选工艺。

      1、低温SCR脱硝机理

      低温SCR技术是O2和催化剂存在的条件下,在120~300oC温度窗口内,用还原剂NH3将烟气中的NOx还原为N2和H2O。主要反应:

      4NH3+4NO+O2—N2+6H2O(1)

      8NH3+6NO2—7N+l2H2O(2)

      副反应:

      SO2+1/2O2—SO3

      SO3+H2O—H2SO4

      NH3+SO3+H2O—NH4HSO4

      2NH3+SO3+HO—'(NH4)2SO4

      低温SCR反应器一般布置在脱硫装置和除灰装置之后,烟气不需加热,通过反应器的烟气具有低温、低硫和低尘的特性。系统由氨储罐、氨蒸发器、氨缓冲罐、稀释风机、氨/空气混合器、喷氨格栅、混合单元和催化剂组成,工艺流程见图1。氨水或液氨经蒸发器转化为NH,,经氨缓冲罐,在氨/空气混合器内稀释,经喷氨格栅喷人烟道,与烟气均匀混合,在低温SCR反应器内发生还原反应将NO去除。

      2、低温SCR脱硝技术的优点

      (1)低温脱硝催化剂的反应温度在120—300℃,可以应用在工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁烧结炉、石化催化裂解炉和化工与酸洗设备等领域,可处理高浓度氮氧化物烟气(1500mg/m以上),有广泛的应用前景。

      (2)布置在窑炉的尾部烟道,无需对窑炉本体做改动,低温脱硝的吸收塔体积小,安装简便,占地面积小。因此,脱硝装置总体成本可大幅度下降。

      (3)由于其位于除尘装置之后,因此烟气具有低温、低尘的特性,解决了催化剂的堵塞、磨损等问题,维护成本降低,使用寿命提高。

      (4)减轻飞灰中的K、Na、Ca、As等微量元素对催化剂的污染或中毒,若在脱硫装置之后还可缓解SO引起的催化剂失活等问题。

      3、低温SCR脱硝技术需解决的技术难题

      (1)受SO的影响较为明显,在低温下SO2与H2O、NH3容易形成粘稠的铵盐,附着在催化剂上,造成催化剂的中毒失活,影响催化剂性能。

      (2)低温脱硝的催化剂对灰尘和含硫量有较严格的要求,针对水泥窑炉,由于部分水泥窑炉SO2排放浓度高,脱硝装置若布置在已经配备湿法脱硫装置后,需要对烟气进行再加热,增加了能量消耗和设备投资。

      (3)目前应用工程案例较少,在国内水泥行业还没进行工业化应用,应用工艺需继续开发和完善

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