脫硝工藝簡介
發布時間:2018-09-03 瀏覽:次
一、選擇性非催化還原( SNCR )工藝
1、 概述選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術,是煙氣 NOx 的末端處理技術,是把含有氨基的還原劑(尿素或氨水)在不使用催化劑的前提下使用脫銷噴槍均勻噴入鍋爐內,溫度范圍為 800~1100℃的區域,選擇性的把煙氣中的 NOx 還原為無害的 N2和 H2O,以達到減排 NOx 的目的。
采用氨水作為還原劑的主要化學反應為:
4NO+4NH3 +O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
采用尿素作為還原劑的主要化學反應為:
2CO(NH2)2+4NO+O2→4N2+2CO2+4H2O
6CO(NH2)2+8NO2+O2→10N2+6CO2+12H2O
2、SNCR優點
1. 投資成本低,不使用催化劑,運行費用低,經濟優勢很大。
2. 不需要對鍋爐進行結構性改造,建設周期短。
3. 對鍋爐和生產工藝無不良影響,改造使用后無需調整其他設備的運行。
4. 與 SCR 相比不產生固體廢料。
5、適合我國現有低噸位燃煤鍋爐改造,脫硝效率約為 40%~70%,并可以和低 NOx 燃燒或分級燃燒技術共同使用。
3、主要影響因素
1 溫度范圍
NOx 的還原反應發生在一特定的溫度范圍內(反應溫度區間
850℃~1100℃)。若溫度過低,NH3 的反應不完全,容易造成 NH3 逃逸形成二次污染;而溫度過高(1400℃以上),NH3 則容易被氧化為 NOx??梢姕囟冗^高或過低都會導致還原劑的損失和 NOx 脫除率下降。
2 反應劑和煙氣混合的程度
還原劑與煙氣的混合程度決定了反應的進程和速度,還原劑和煙氣在鍋爐內是邊混合邊反應,混合的效果直接決定了脫硝效率的高低。SNCR 脫硝效率偏低的主要原因之一就是混合問題,例如,局部的 NOx 濃度過高,不能被還原劑還原,導致脫硝效率低;局部的 NOx 濃度過低,還原劑未全部發生還原反應,導致還原劑利用率低還增加氨逃逸。因此,還原劑與煙氣的混合程度的充分與否,直接影響脫硝效果。
3 溶液停留的時間
溶液停留(化學反應)時間:合適的溫度范圍內反應物在反應器內停留的總時間。在此時間內,NH3 或尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發、還原劑的分解和 NOx 的還原等步驟須全部完成,一般要求時間為 0.3~0.5s。而霧化狀態的氨在鍋爐的停留時間長短取決于鍋爐煙道的尺寸、煙氣流經煙道的速度、溶液霧化狀況、霧場與煙氣混合的形式等因素。
4 氨氮比(NSR)
即反應中氨基與 NO 的摩爾比值,按照 SNCR 反應,還原 1mol NO 需要 1mol氨或 0.5mol 尿素,但實際中還原劑的量要比這個量大,因為實際反應比較復雜,且氣體混合不均勻,要達到較好的脫硝效果就須加大還原劑量。隨著氨氮比的增加脫硝效率增加,氨逃逸也會增加,成本升高,目前鍋爐 SNCR的經濟 NSR 一般控制在 1.2-1.5 左右。
5 其他因素
另外,煙氣中氧含量、初始 NOx 的含量,還原劑類型和狀態等都會影響脫硝效率的高低。
二、選擇性催化還原( SCR )工藝
1 、 概述
選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction)簡稱 SCR,指在
一定的溫度(300℃~420℃)和催化劑的作用下,以氨或尿素作為還原劑使用脫銷噴槍噴入爐內,有選擇性地與煙氣中的氮氧化物反應并生成無污染的氮氣和水。該技術可使用氨或尿素為脫硝還原劑。
采用氨作為還原劑的主要化學反應為:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
采用尿素作為還原劑的主要化學反應為:
2CO(NH2)2+4NO+O2→4N2+2CO2+4H2O
6CO(NH2)2+8NO2+O2→10N2 +6CO2+12H2O
2、SCR優點
1. 脫硝效率高,可達 90%以上。
2. 氨逃逸低。
3. 大型電站鍋爐工業應用廣泛。
3 、SCR缺點
1. 投資巨大、運行費用高昂;催化劑 2-3 年更換。
2. 催化劑對溫度要求嚴格反應溫度為 300℃~420℃,在反應溫度較高時,催化劑會產生燒結及(或)結晶現象;在反應溫度較低時,催化劑的活性會因為催化劑表面凝結物堵塞催化劑的微孔而降低。
三、 SNCR+SCR 聯合工藝介紹
聯合 SNCR - SCR 煙氣脫硝技術不是選擇性催化還原法(以下簡稱 SCR)工藝與選擇性非催化還原法(以下簡稱SNCR)工藝的簡單組合,它是結合了SCR技術高效、SNCR 技術投資省的特點而發展起來的一種新型工藝。該工藝將 SNCR工藝的還原劑使用脫銷噴槍噴入爐膛技術與 SCR 工藝利用逃逸氨進行催化反應結合起來,進一步脫除 NOx?;旌厦撓豕に囈阅蛩鼗虬彼鳛槲談?,是爐內一種特殊的SNCR 工藝與一種簡潔的后端 SCR 脫硝反應器有效結合,充分發揮了 SNCR 工藝投資省和SCR 工藝脫硝效率高的優勢。

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