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燃煤电站、烧结机、烟气脱硝

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产品描述
氮氧化物(NOx)是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体,它不仅刺激人的呼吸系统,损害动植物,破坏臭氧层,而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一 。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格,而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源,其减排更是受到格外的重视。  
1、常见烟气脱硝方法比较  
    适用性及特点    特点    脱除率    投资费用  
SCR    在特定催化剂作用下,用氨或其它还原剂选择性地将NOx还原为N2 和H2O。适合排气量大,连续排放源    二次污染小,净化效率高,技术成熟;设备投资高,关键技术含量高    80%~90%    高  
SNCR    用氨或尿素类物质使NOx 还原为N2和H2O。适合排气量大,连续排放源    不用催化剂,设备和运行费用少;NH3用量大,二次污染,难以保证反应温度和停留时间    30%~60%    较低  
2、常见烟气脱硝方法介绍  
(1) SCR(选择性非催化还原)技术  
a.SCR脱硝技术简介:  
在众多的脱硝技术中,选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率最高,最为成熟的脱硝技术。它是一种炉后脱硝方法,是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2氧化, 故称为“ 选择性”。  
b.SCR法烟气脱硝原理  
在催化剂作用下,向温度约280~420℃的烟气中喷入氨,将NO和NO2还原成N2和H2O?;Х从Ψ匠淌饺缦拢?nbsp; 
4NO+ 4NH3+O2→ 4N2+6H2O  
6NO+4NH3→ 5N2+6H2O  
6NO2+8NH3→7NO2+12H2O  
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O  
c.SCR法烟气脱硝特点  
优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,目前广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。  
缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后, 在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加, 并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3 的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。另外, 催化剂中毒现象也不容忽视。  
(2) SNCR(选择性非催化还原)技术  
a.SNCR脱硝技术简介及原理:  
SNCR于20世纪70年代中期首先在日本的燃气、燃油电厂中得到应用,并逐步推广到欧盟和美国。到目前为止世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量大约在2 GW以上。  
SNCR脱硝原理  
研究表明 , 在 900~1 100 ℃温度范围内 , 在无催化剂的作用下, 氨或尿素等氨基还原剂可选择性地把烟气中的 NOx还原为 N2 和 H2O , 基本上不与烟气中的氧气作用 ,  据此发展了 SNCR 法。其主要反应为:  
氨(NH3) 为还原剂时:  
4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O  
尿素( (NH4) 2CO) 为还原剂时:  
(NH4) 2CO = 2NH2 + CO  
NH2 + NO = N2 + H2O  
CO + NO = N2 + CO2  
实验表明,当温度超过 1100 ℃时,NH3会被氧化成NO,反而造成NOx排放浓度增大。其反应为:  
4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O  
而温度低于 900 ℃时,反应不完全,氨逃逸率高,造成新的污染??杉露裙呋蚬投疾焕诙晕廴疚锱欧诺目刂?。适宜的温度区间被称作温度窗口,所以,在 SNCR 法的应用中温度窗口的选择是至关重要的。  
b.SCR脱硝技术特点:  
SNCR应用系统的优点:  
※ 脱硝率中等,投资成本低,运行费用低;  
※ 不使用价格昂贵的催化剂;  
※ 溶液喷射特性是多层次的,并且随锅炉负荷的变化可做到自动反馈调节喷射量;  
※ 不需要对锅炉进行大规模改造,对锅炉影响??;  
※ 锅炉烟道内几乎无压降,不需要更换引风机;  
※ 不影响电除尘器及现有其他设备的布置;  
※ 所占空间极??;  
※ 容易加装,无停工期;  
※ 不产生液体或固体废料;  
SNCR应用系统的优点:  
※ 脱硝效率低,特别是燃油锅炉的NOx排放量仅降低30%~50%;  
※ 对温度要求严格,温度过低,NOx转化率低;温度过高,NH3则容易被氧化为NOx,抵消了NH3的脱除效率;  
※ 气相反应难以保证充分的混合,氨液消耗量大,NH3/NOx摩尔比高;  
※ 氨的泄漏量大,不仅污染大气,而且在燃烧含硫燃料时,由于有(NH4)2SO4形成,会使空气预热器堵塞。  
※ 在化学反应发生足够迅速时,SNCR过程会受动力扩散的控制,因此还是难以达到较高效率;  
※ 炉膛内扰流的影响及脱硝剂混合程度还较难控制。  
(3) SCR 与 SNCR 结合技术  
a.SCR 与 SNCR 结合脱硝技术简介及原理:  
混合 SNCR - SCR烟气脱硝技术并非是 SCR 工艺与 SNCR 工艺的简单组合 ,它是结合了 SCR 技术高效、SNCR 技术投资省的特点而发展起来的一种新型工艺。SCR和 SNCR相同 ,都是在一定温度下 ,加入烟气中的氨或尿素溶液等与 NOx  发生还原反应 ,生成无害的氮气和水 ,不同之处是前者有催化剂的参与 ,而催化剂的参与降低了反应温度窗 (由不加催化剂时的 800~1 200 ℃降至 300~380 ℃或更低 ) ,并提高了反应效率。  
混合 SNCR -  SCR 工艺具有两个反应区 ,通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统 ,首先将还原剂喷入第一个反应区 ———炉膛 ,在高温下 ,还原剂与烟气中NOx 发生非催化还原反应 ,实现初步脱氮。然后 ,未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区 ———反应器 ,进一步脱氮?;旌?nbsp;SNCR  -  SCR 工艺最主要的改进就是省去了 SCR 设置在烟道里的复杂A IG (氨喷射 )系统 ,并减少了催化剂的用量。  
b.SCR 与 SNCR 结合脱硝技术的特点:  
混合 SNCR -  SCR工艺的优点  
※ 脱硝效率高  
※ 催化剂用量小  
※ 反应塔体积小,空间适应性强  
※ 脱硝系统阻力小  
※ 降低腐蚀危害  
※ 省去 SCR旁路  
※ 催化剂的回收处理量减少  
※ 简化还原剂喷射系统  
※ 提高 SNCR阶段的脱硝效率  
※ 方便地使用尿素作为脱硝还原剂  
※ 减少 N2 O 的生成  
※ 降低由于煤种引起催化剂大量失效的压力  
※ 有利于达标排放的“分步到位 ”  
(4) 液体吸收法效率较低,微生物法和电子束法(等离子体法)目前还处在研究阶段。
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