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1、环保技术课堂之火电厂脱硝技术图解常见的脱硝技术中,根据氮氧化物的形成机理,降氮减排的技术措施可以分为两大类:一类是从源头上治理。控制煨烧中生成NOxo其技术措施:采用低氮燃烧器;分解炉和管道内的分段燃烧,控制燃烧温度;改变配料方案,采用矿化剂,降低熟料烧成温度。另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx,其技术措施:“分级燃烧SNCR国内已有试点;选择性非催化复原法(SNCR),国内已有试点;选择性催化复原法(SCR),目前欧洲只有三条线实验;SNCR/SCR联合脱硝技术,国内水泥脱硝还没有成功经验;生物脱硝技术(正处于研发阶段)。国内的脱硝技术,尚属探索示范阶段,还未开展科学总结。各种设计工
2、艺技术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、能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。脱硝技术具体可以分为:燃烧前脱硝:(1)加氢脱硝、(2)洗选燃烧中脱硝:(1)低温燃烧、(2)低氧燃烧、(3)FBC燃烧技术、(4)采用低NOx燃烧器、(5)煤粉浓淡分离、(6)烟气再循环技术燃烧后脱硝:(1)选择性非催化复原脱硝(SNCR).(2)选择性催化复原脱硝(SCR).(3)活性炭吸附、(4)电子束脱硝技术L选择性催化复原(SCR)脱硝技术SCR脱硝工艺是利用催化剂,在一定温度下(27040(TC),使烟气中的NOX与来自复原剂供给系统的氨气混合后发生选择性催化复原反应
3、,生成氮气和水,从而减少NOx的排放量,减轻烟气对环境的污染。SCR反应过程中使用的复原剂可以为液氨、氨水(25%NH3)或者尿素。SCR脱硝工艺系统可分为液氨储运系统(液氨为复原剂)、氨气制备和供给系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、烟气系统、SCR反应器系统和氨气应急处理系统等。SNCR脱硝效率在大型燃煤机组中可达25%40%,对小型机组可达80%o由于该法受锅炉构造尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。而选择性催化复原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,最早由日本于20世
4、纪6070年代后期完成商业运行,是利用复原剂(NH3,尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H20,而不是被02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SCR和尿素法SCR2种。此2种方法都是利用氨对NOx的复原功能,在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)复原为对大气没有多少影响的N2和水,复原剂为NH3o目前,在SCR中使用的催化剂大多以Ti02为载体,以V205或V205-W03或V205-Mo03为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345oC590oC),中温催化剂(260。C380)和低温
5、催化剂(80。C30(C),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,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。目前,国内外SCR系统大多采用高温催化剂,反应温度区间为315。C40(C0该方法在实际应用中的优缺点如下。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,S03的生成量大幅增加,并与过量的NH3生成NH
6、4HS04oNH4HS04具有腐蚀性和粘性,可导致尾部烟道设备损坏。虽然S03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略。2 .选择性非催化复原(SNCR)脱硝技术SNCR方法主要是将含氮的复原剂(尿素、氨水或液氨)喷入到温度为8501100。C的烟气中,使其发生复原反应,脱除NOx,生成氮气和水。由于在一定温度范围及有氧气的情况下,含氮复原剂对NoX的复原具有选择性,同时在反应中不需要催化剂,因此称之为选择性非催化复原。SNCR系统的主要设备均采用模块化设计,主要有复原剂储存与输送模块、稀释水模块、混合计量模块、喷射模块组成。3 .SNCR-SCR联合工艺脱硝技术S
7、NCR/SCR联合工艺是将SNCR技术与SCR技术联合应用,即在炉膛上部850110(C的高温区内,以尿素等作为复原剂,复原剂通过计量分配和输送装置准确分配到每个喷枪,然后经过喷枪喷入炉膛,实现NOX的脱除,过量逃逸的氨随烟气进入炉后装有少量催化剂的SCR脱硝反应器,实现二次脱硝。SNCR/SCR混合法脱硝系统主要由复原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、SCR脱硝催化剂及反应器、电气控制系统等几部分组成。SCR法脱硝技术是世界上最主流的去除NoX的方法,这种方法可以在现有的FGD工艺下参加脱硝装置,在含氧气氛下,复原剂有限与废气中NO反应的催化过程称为选择性催化复原,合适的催化剂和复原剂应具有特点如下:1)复原剂应具有高的反应性。2)复原剂可选择性的与NOx反应,而不与烟气中大量存在的氧化性物质反应。3)复原剂必须价格低廉,以使脱除过程的低成本运作。4)催化剂应大大降低NoX复原温度。5)催化剂应具有高的催化活性,以利于烟气中低浓度NOx的有效复原。6)催化剂选择性的与复原剂与NOx的反应形成N2,而对复原剂与烟气中其他氧化性物质的反应表现惰性。7)催化剂应具有构造稳定。8)催化剂不收烟气其他组分的毒化。