河北焦化煙氣脫硝
煉焦工業(yè)是高污染,高耗能和高排放的基礎(chǔ)工業(yè)。目前傳統(tǒng)煉焦工業(yè)已經(jīng)處于嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩狀態(tài)。國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)的環(huán)境容量已經(jīng)達(dá)到或者超過上限。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和淘汰落后產(chǎn)能是國(guó)家十三五的重要任務(wù)。面對(duì)如此嚴(yán)峻的國(guó)內(nèi)國(guó)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)以及環(huán)保壓力,焦化行業(yè)已經(jīng)到了舉步維艱的地步。
脫硝技術(shù)起源于70年代的發(fā)達(dá)國(guó)家,國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于燃煤發(fā)電企業(yè)的煙氣脫硝,典型的代表技術(shù)為SCR和SNCR。其中SCR技術(shù)采用選擇性催化吸附原理分解煙氣中的NOx,其技術(shù)核心為催化劑。焦?fàn)t煙氣的溫度相對(duì)較低,無法直接把SCR技術(shù)移植過來。國(guó)內(nèi)一些科研單位及企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出適應(yīng)焦?fàn)t煙氣溫度的低溫催化劑,并把SCR技術(shù)成功應(yīng)用到焦?fàn)t煙氣脫硝領(lǐng)域。
SNCR法脫硝
SNCR法脫硝是利用還原劑在不需要催化劑的情況下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氮?dú)夂退姆椒ā?
SNCR法脫硝是在爐膛溫度850~1 100 ℃的溫度范圍內(nèi),在無催化劑的作用下,NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的氮氧化物,基本上不與煙氣中的O2作用,主要反應(yīng)為:
溫度過低時(shí),NH3反應(yīng)不完全,溫度過高時(shí),NH3產(chǎn)生NO,造成氮氧化物增加。
SNCR法脫硝技術(shù)關(guān)鍵是氨逃逸率控制技術(shù)。從SNCR法逃逸的氨可能來自兩種情況,一是由于噴入的溫度過低影響了氨與氮氧化物的反應(yīng);二是由于噴入氨過量從而導(dǎo)致氨分布不均。工程中可以在出口煙氣管道中安裝連續(xù)測(cè)量氨逃逸量的裝置進(jìn)行控制。
SNCR法脫硝以爐膛為反應(yīng)器,可通過對(duì)鍋爐進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn),脫硝效率一般為30%~60%,受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。
b. SCR法脫硝
還原劑(主要使用 NH3)在催化劑作用下,將氮氧化物還原為對(duì)大氣無污染的氮?dú)夂退!斑x擇性”的是指還原劑NH3有選擇地進(jìn)行還原反應(yīng),此處指只選擇煙氣中的氮氧化物還原。主要反應(yīng)方程如下:
SCR法脫硝通過將氨噴入煙道,并使氨和煙氣均勻混合,流過安放有催化劑的反應(yīng)器,通過控制適宜反應(yīng)溫度,在催化劑的作用下完成還原反應(yīng)。目前常用的催化劑有V2O5和TiO2,反應(yīng)溫度區(qū)間320~400 ℃,通常催化劑負(fù)載于載體上,載體的主要作用是提供大的比表面積。SCR法脫硝效率為70%~90%。
SNCR、SCR法聯(lián)合脫硝
SNCR、SCR法聯(lián)合脫硝結(jié)合了SCR法高效和SNCR法投資省的優(yōu)點(diǎn)。SNCR、SCR法聯(lián)合脫硝有兩個(gè)反應(yīng)區(qū),第一個(gè)反應(yīng)區(qū)即在鍋爐爐膛內(nèi)噴入還原劑,反應(yīng)原理為SNCR法,實(shí)現(xiàn)初步脫硝。然后,未反應(yīng)完的還原劑進(jìn)入第二個(gè)反應(yīng)區(qū)進(jìn)一步脫硝,反應(yīng)原理為SCR法。其優(yōu)點(diǎn)是比單一的SNCR法脫硝效率高,另外,由于有了初步的SNCR法脫硝,第二步脫硝比單獨(dú)采用SCR法可以減少催化劑用量,降低費(fèi)用。
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