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煙氣脫硝技術方案豐富,脫硝效率高
2012-04-01 來源:弘博報告網(wǎng)整理 文字:[    ]

   1、SCR 技術
   
SCR 是在催化劑作用下利用還原劑有選擇性地與煙氣中的NOx(主要是NO 和NO2)發(fā)生化學反應,將NOx 轉(zhuǎn)化為N2 和H2O,從而減少煙氣中NOx 排放的脫硝技術。

   目前,在SCR 中使用的催化劑大多以TiO2 為載體,以V2O5 或V2O5-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(xù)在低溫下運行會使催化劑發(fā)生永久性損壞;如果反應溫度過高,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。目前,國內(nèi)外SCR 系統(tǒng)大多采用高溫催化劑,反應溫度區(qū)間為315℃~400℃。
    催化劑的選用還與SCR 反應器的布臵方式密切相關。SCR 反應器主要有三種布臵方式:(1)位于鍋爐后部(高塵布臵);(2)位于電除塵器后空氣預熱器之前(低塵布臵)(3)位于煙氣脫硫除塵之后(尾部布臵)。高塵布臵時,SCR 反應器處于空氣預熱器與省煤器之間,此區(qū)間溫度在300℃~430℃之間,正好是一般催化劑的最佳活性溫度窗口,煙氣入SCR 反應器前不需要再加熱,投資與運行費用較低。低塵布臵減少了煙氣中煙塵對催化劑的沖刷腐蝕,避免了催化劑的堵塞,延長了催化劑的使用壽命,但須使用高溫電除塵器。尾部布臵時,SCR 反應器位于煙氣脫硫除塵之后,需要加設再熱系統(tǒng)使煙氣滿足催化劑的溫度要求,投資與運行費用較高。一般情況下,燃煤煙氣脫硝SCR 技術首選高塵布臵工藝。

    SCR、SNCR 和SNCR-SCR 中都要使用還原劑,還原劑的選擇、儲存及制備系統(tǒng)也煙氣脫硝中的重要環(huán)節(jié)。目前常用的還原劑有液氨、尿素和氨水。液氨在全世界的煙氣脫硝系統(tǒng)中已使用了20 多年,但相比之下,它具有最大的安全風險、最高的核準費用及最多的法規(guī)限制。使用氨水時,其設備投資以及運行的綜合成本在三者中最高,且它與液氨一樣存在安全隱患。因此,自20 世紀90 年代以后,國際上已很少用氨水作為脫硝還原劑。而尿素的儲存運輸及供氨系統(tǒng)不需要特殊的安全防護,是較安全的脫硝還原劑。近年來,美國新建的SCR 裝臵優(yōu)先考慮用尿素作為還原劑,歐洲采用尿素的工藝也逐漸增多。還原劑的選擇須綜合考慮設備投資、場地占用、運行成本、安全管理及風險費用等。

   (3)選擇性非催化還原法
    SNCR 指在不用催化劑的條件下,將還原劑噴入800℃~1100℃的煙氣高溫區(qū)發(fā)生化學反應,將NOx 轉(zhuǎn)化為N2 和H2O,從而減少煙氣中NOx 排放的脫硝技術。溫度對SNCR 的效率影響較大,當溫度高于1100℃時,NOx 的脫除率會因氨氣的熱分解而降低;溫度低于800℃時,NH3 的反應速率下降,還原反應進行不充分,NOx 脫除率下降,同時氨氣的逃逸量可能會增加。一般爐膛上還原劑噴入點的溫度選擇在800℃~1100℃之間。在不添加催化劑的條件下,較適宜的還原反應溫度區(qū)間是800℃~900℃,這一溫度范圍較窄,當溫度低于800℃時,反應速度很慢,還原反應難以順利進
行。
   SNCR 以爐膛為反應器,可通過對鍋爐的改造實現(xiàn)。SNCR 工藝的關鍵是必須盡可能地將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效溫度窗區(qū)域內(nèi),盡可能保證還原劑能在合適的溫度下與煙氣進行良好的混合,這樣既可以提高還原劑的利用率,又可以控制獲得較小的氨逃逸量。

   (4)選擇性非催化還原與選擇性催化還原聯(lián)合法
    SNCR-SCR 是將還原劑噴入爐膛脫除部分NOx,逸出的氨再與未脫除的NOx 進行催化還原反應的一種脫硝技術。SNCR-SCR 聯(lián)合煙氣脫硝技術結合了SCR 和SNCR 的優(yōu)勢,SNCR 將還原劑噴入爐膛脫除部分NOx,逸出的NH3 用SCR 再與未脫除的NOx 進行催化還原反應。此種方法靈活性較強。此外,還有電子束法、微生物法、活性炭吸附法、液體吸收法等多種方式。

 

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