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浅析脱硝原理和工艺

发布日期:2019-02-26 15:18点击:

  近些年来,随着脱硝工艺的提出及重视,脱硝技术在电厂发电中得到了广泛应用,脱硝方法主要有选择性催化还原法和非选择性催化还原法以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。这三种烟气脱硝技术均有各自的利弊。

脱硫脱硝设备
脱硫脱硝设备

  SNCR技术的脱硫原理是在锅炉内适当温度(一般为900~1100℃)的烟气中喷入尿素或氨等可以起到还原作用的化学品,将氮氧化物还原为无害的氮气、水。根据国外的成功工程经验表明,该技术的脱硝效率仅约为25%-50%,在大型锅炉上运行业绩较少。

  SCR技术是将SCR反应器布置在火电机组锅炉省煤器和空气预热器之间,烟气垂直进入SCR反应器,经过各层催化剂处理将NOX还原为无害的N2、H2O。上述反应温度可以在300℃-400℃之间进行,脱硝效率约为70%-90%,在大型锅炉上具有很好的运行业绩。

脱硫脱硝设备
脱硫脱硝设备

  SNCR/SCR混合烟气脱硝技术是集合了SCR与SNCR技术的优点而发展起来的,该技术降低了SCR系统的装置成本,但技术工艺系统相对比较复杂。该技术更适合含灰量高、脱硝效率要求较高的产业所应用。

  为防止生产区内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,使生产效率低下,应对煤进行脱硝处理。这个过程可以分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。

  总之,国内开展水泥脱硝的小范围应用,尚属探索阶段,还未成型及科学总结。各种设计工艺路线和装备设施是否科学合理、运行是否可靠,脱硝效率、运行成本、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。

脱硫脱硝设备
脱硫脱硝设备

  2010年12月3日,据某行业人士的话来说,在“十二五”期间节能减排的号召下将加强“脱硝”这一约束性硬指标的实施力度;预计“十二五”及“十三五”期间,国家将加大力度,在这一领域的投资将达万亿元。据某报道称,中国化工中心副总工程师徐京生是在中国精细化产业发展研讨会上做出上述表示的。她进一步指出,国家在“十二五”期间会将氮氧化物也列入节能减排的控制范围内,而控制氮氧化物的实质就是“脱硝”,今后会像强制“脱硫”一样强制“脱硝”。

  SCR是目前成熟的烟气脱硝技术, 它是脱硫原理在炉后脱硝使用的体现, 最早由日本在20世纪60-70年代后期完成商业运行, 是利用还原剂在金属催化剂作用下, 选择性地被氧化, 故称为“ 选择性” 。目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法和尿素法种。它们的脱硫原理都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将NOx还原为对大气没有多少影响的 N2和水。不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,从而导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏;如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。

脱硫脱硝设备
脱硫脱硝设备

  脱硝工艺效率高,价格低,目前广泛应用在国内外工程中,成为电厂烟气脱硝的主要技术。缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的三氧化硫。添加催化剂的结果是在有氧条件下导致生成量变大。并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4是具有腐蚀性和粘性的一种化学物质, 可能会导致烟道设备尾部受到损坏。 虽然三氧化硫的生成量有限, 但它对生产造成的影响不可低估。此外催化剂中毒也是企业所必须重视的,这关系着所有员工及周围居民的生命财产的安全。