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    脱硝技术介绍

    2016年05月09日 16:21  来源:中国环保设备网  作者:盐城大天力 公司|234彩票苹果下载  人气:33558

    烟气脱硝技术介绍及各种方案比较

    目前主流的一烟气脱硝技术有选择性非催化还原技术(SNCR)、选择性催化还原技术(SCR)№和SNCR/SCR联合脱硝技术 。

    SNCR技术

    研究发现,在8001250℃这一温度范围内、无催化剂作用下,氨水等还原剂可选择性地还原烟气中的一NOx生成N2№和H2O,基本上    不 与烟气中的一O2作用,据此发展了SNCR脱硝技术 。

    SNCR烟气脱硝的一主要反应为:

    NH3为还原剂 4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O

    SNCR通常采用的一还原剂有氨水、氨水№和液氨,不 同还原剂的一比较如表3.1所列 。

    3.1 不 同还原剂特点

    还原剂

    特点

    尿素

    安全原料 (化肥)

    便于运输

    脱硝有效温度窗口较宽

    溶解要消耗一定热量

    氨水

    运输成本较大

    需要较大的一储存罐

    脱硝有效温度窗口窄

    液氨

    高危险性原料

    运输№和存储安全性低

    SNCR系统逃逸的一氨可能来自两种情况,一是喷入的一还原剂过量或还原剂分布不 均匀,一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的一反应 。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的一部位,如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上    的一氨不 均匀,则会出现分布较高的一氨逃逸量 。在较大尺寸的一锅炉中,因 为需要覆盖相当大的一炉内截面,还原剂的一均匀分布则更困难 。为保证脱硝反应能充分地进行,以最少喷入NH3的一量达到最好的一还原效果,必须设法使喷入的一NH3与烟气良好地混合 。若喷入的一NH3不 充分反应,则逃逸的一NH3不 仅会使烟气中的一飞灰容易沉积在锅炉尾部的一受热面上    ,而且烟气中NH3遇到SO3会产生NH4HSO4易造成空气预热器堵塞,并有腐蚀的一危险 。因 此,SNCR工艺的一氨逃逸要求控制在8mg/Nm3以下 。图1.1为典型SNCR脱硝工艺流程图 。

    1.1 SNCR工艺系统流程图

    SNCR烟气脱硝过程是由下面四个基本过程组成:

    Ÿ 还原剂的一接收№和溶液制备;

    Ÿ 还原剂的一计量输出;

    Ÿ 在锅炉适当位置注入还原剂;

    Ÿ 还原剂与烟气混合进行脱硝反应 。

    SCR技术

    选择性催化剂还原(SCR)技术是在烟气中加入还原剂(最常用的一是氨№和氨水),在催化剂№和合适的一温度等条件下,还原剂与烟气中的一氮氧化物(NOx)反应,而不 与烟气中的一氧进行氧化反应,生成无害的一氮气№和水 。主要反应如下:

    4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O

    NO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O

    6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O

    在没有催化剂的一情况下,上    述化学反应只是在很窄的一温度范围内(8001250℃)进行 。SCR技术采用催化剂,催化作用使反应活化能降低,反应可在更低的一温度条件(320400℃)下进行 。

    SCR系统的一制约因 素随运行环境№和工艺过程而变化 。制约因 素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2氧化率、温度№和NOx浓度,都影响催化剂寿命№和系统的一设计 。除温度外,NOxNH3浓度、过量氧№和停留时间也对反应过程有一定影响 。

    SCR系统一般由氨或氨水的一储存系统、(氨水转化为氨系统)、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成 。SCR脱硝反应器在锅炉尾部一般有三种不 同的一布置方式,高尘布置、低尘布置№和尾部布置,图1.2为目前广泛采用的一高尘布置SCR烟气脱硝系统工艺流程图 。

    1.2 SCR工艺系统流程(高尘布置)

    对于一般燃煤或燃油锅炉,SCR反应器多选择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间,因 为此区间的一烟气温度刚好适合SCR脱硝还原反应,氨被喷射于省煤器与SCR反应器间烟道内的一适当位置,使其与烟气充分混合后在反应器内与氮氧化物反应,SCR系统商业运行的一脱硝效率约为80%90% 。

    SNCR/SCR混合烟气脱硝技术

    SNCR/SCR混合技术是SNCR工艺的一还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用末反应氨进行催化反应结合起来,或利用SNCR№和SCR还原剂需求量不 同,分别分配还原剂喷入SNCR系统№和SCR系统的一工艺有机结合起来,达到所需的一脱硝效果,它是把SNCR工艺的一低费用特点同SCR工艺的一高脱硝率进行有效结合的一一种扬长避短的一混合工艺 。SNCR/SCR混合工艺的一脱硝效率可达到6080%,氨的一逃逸小于4mg/Nm3 。图1.3为典型的一SNCR/SCR混合烟气脱硝工艺流程 。

    1.3 SNCR/SCR联合工艺脱硝流程图

    主要烟气脱硝技术的一比较

    几种主要烟气脱硝技术综合比较情况如表1.2所列 。

    1.2 SCRSNCRSNCR/SCR技术综合比较

    项目

    SCR技术

    SNCR技术

    SNCR/SCR技术

    反应剂

    NH3

    氨水或氨水

    NH3

    反应温度

    320400

    8001250

    前段:8001000℃,

    后段:320400

    催化剂

    V2O5-WO3/TiO2

    不 使用催化剂

    后段加少量催化剂

    脱硝效率

    8090%

    3060%

    5080%

    反应剂喷射位置

    SCR反应器入口烟道

    炉膛内喷射

    锅炉负荷不 同喷射位置也不 同

    SO2/SO3氧化

    SO2氧化成SO3的一氧化率<1%

    不 会导致SO2氧化,SO3浓度不 增加

    SO2氧化较SCR

    NH3逃逸

    <2.5 mg/m3

    <8 mg/m3

    <4 mg/m3

    对空气预热器影响

    NH3SO3易形成硫酸氢铵,需控制NH3泄漏量№和SO2氧化率,并对空预器低温段进行防腐防堵改造 。

    SO3浓度低,造成堵塞或腐蚀的一机率低

    硫酸氢铵的一产生较SCR低,造成堵塞或腐蚀的一机率比SCR

    系统压力 损失

    新增烟道部件及催化剂层造成压力 损失

    没有压力 损失

    催化剂用量较SCR小,产生的一压力 损失较低

    燃料及其变化的一影响

    燃料显著地影响运行费用,对灰份增加№和灰份成分变化敏感,灰份磨耗催化剂,碱金属氧化物劣化催化剂,ASS等使催化剂失活 。

    基本无影响

    影响与SCR相同 。由于催化剂较少,更换催化剂的一总成本较SCR

    锅炉负荷变化的一影响

    SCR反应器布置需优化,当锅炉负荷在一定范围变化时,进入反应器的一烟气温度处于催化剂活性温度区间 。

    多层布置时,跟随负荷变化容易

    跟随负荷变化中等

    工程造价

    较高

    (完)
     
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