鍋爐煙氣脫硫,脫硝設(shè)備
簡 介:
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，大氣污染成了人們十分關(guān)注的問題。 二氧化硫是大氣的重要污染源之一，其污染危害甚大，故七十年代中，研究煙氣脫硫技術(shù)被許多國家列為防治大氣污染的重點，相繼建成了一些工業(yè)規(guī)模的實用的處理裝置，與此同時，對大氣污染中的另一個大問題，即氮氧化物NOX的污染問題，人們也開始了防治技術(shù)的研究和開發(fā)。NOX在陽光的作用下會引起光化學反應，形成光化學煙霧，從而造成嚴重的大氣污染。七十年代以來NOX的大氣污染問題已被日益重視，人們發(fā)現(xiàn)：人體健康的傷害、高含量硝酸雨、光化學煙霧、臭氧減少以及其他一些問題均與低濃度NOX有關(guān)系，而且其危害性比人們原先設(shè)想的要大得多。
方 法:
煙氣脫硝，是指把已生成的NOX還原為N2，從而脫除煙氣中的NOX，按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝。主要包括：酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、吸附法、離子體活化法等。國內(nèi)外一些科研人員還開發(fā)了用微生物來處理NOX廢氣的方法。 由于從燃燒系統(tǒng)排放的煙氣中的NOx，90%以上是NO,而NO難溶于水,因此對NOx的濕法處理不能用簡單的洗滌法。煙氣脫硝的原理是用氧化劑將NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或堿性溶液吸收,從而實現(xiàn)脫硝。O3氧化吸收法用O3將NO氧化成NO2,然后用水吸收。該法的生成物HNO3液體需經(jīng)濃縮處理,而且O3需要高電壓制取,初投資及運行費用高。ClO2氧化還原法ClO2將NO氧化成NO2,然后用Na2SO3水溶液將NO2還原成N2。該法可以和采用NaOH作為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)結(jié)合使用,脫硫的反應產(chǎn)物Na2SO3又可作為NO2的還原劑。ClO2法的脫硝率可達95,且可同時脫硫,但ClO2和NaOH的價格較高,運行成本增加。
技 術(shù):
適用性及特點 優(yōu)點與不足 脫硝率 投資 SCR 適合排氣量大，連續(xù)排放源 二次污染小，凈化效率高，技術(shù)成熟；設(shè)備投資高，關(guān)鍵技術(shù)難度較大，要求煙氣溫度高，不能脫硫，煙氣易結(jié)露腐蝕后續(xù)設(shè)備和管道。 脫硝80%～90% 高 SNCR 適合排氣量大，連續(xù)排放源 不用催化劑，設(shè)備和運行費用少；NH3用量大，二次污染，難以保證反應溫度和停留時間，要求煙氣溫度高，不能脫硫，煙氣易結(jié)露、腐蝕后續(xù)設(shè)備和管道。 脫硝30%～60% 運行費用高 LoTOx 處理煙氣量中等的情況可取 臭氧氧化脫硝技術(shù)是美國的一項專利技術(shù)、脫硝工況穩(wěn)定、效率高，易控制。適宜在相對低溫條件下進行化學反應。但臭氧發(fā)生器價格昂貴。 脫硝80～95% 運行費用較高 LPC法 適合排氣量大，連續(xù)排放源 投資省，運行費用低，無二次污染，系統(tǒng)獨立，不腐蝕煙氣凈化系統(tǒng)以外的其它設(shè)備，回收部分氮資源，操作簡單可靠、脫硝效率穩(wěn)定。用液氨做脫除劑不便儲運。 脫硝40%～50%脫硫95%以上 運行費用較低 工藝編輯 由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性,使得NOx的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx的排放,必須進行煙氣脫硝處理。通行的煙氣脫硝技術(shù)工藝大致可分為干法、半干法和濕法3類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。 在眾多脫硝方法當中,SCR脫硝技術(shù)以其脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、無副產(chǎn)品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優(yōu)點,在日本和歐美得到了廣泛的商業(yè)應用。
SNCR脫硝原理：
SNCR脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內(nèi)與NOx進行選擇性反應，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1100℃的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應生成N2和水，該技術(shù)以爐膛為反應器。
SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%～80%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。
1、技術(shù)原理
在850～1100℃范圍內(nèi)，NH3或尿素還原NOx的主要反應為：
NH3為還原劑
4 NH3 + 4NO +O2→ 4N2 + 6H2O
尿素為還原劑
NO+CO(NH2)2+1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O
2、系統(tǒng)組成
SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成： 接收和儲存還原劑；在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑； 還原劑的計量輸出、與水混合稀釋；還原劑與煙氣混合進行脫硝反應。
3、技術(shù)特點
技術(shù)成熟可靠，還原劑有效利用率高系統(tǒng)運行穩(wěn)定設(shè)備模塊化，占地小，無副產(chǎn)品，無二次污染
4、脫硝系統(tǒng)基本流程和添加劑效果
基于純氨、氨水和尿素的溶液(比如satamin和carbamin二次添加劑)目前在很大程度上比較流行。 通過選擇性非催化還原法，氨基在800℃-1050℃時NO生成氮氣和水蒸氣： NH2+NO <=>H2O+N2，當使用含氨化合物的水溶液時，化合物分解就會釋放出氨氣。換言之，只有在霧化流體蒸發(fā)后氨氣才可以從含氨化合物中揮發(fā)出來。 自由基之間的反應選擇性并不是很強。因此充足的脫除添加劑還是必要的。
5、流程設(shè)計和裝置描述˙燃料添加劑貯存加料裝置
Satamin 添加劑是一種專利產(chǎn)品。根據(jù)鍋爐大小和每年的燃料消耗量，Satamin添加劑一般以每桶200，500和1000公升桶裝形式供給。 對于大型裝置，一般設(shè)置一個較大的儲罐和加料控制器Satamin和Carbamin是低氨水溶液。因而，在貯料箱的充料過程中，或萬一貯料箱遭到破壞， 在儲存位置附近將不會有有毒氣體逸出。儲罐中放置一個夾層箱或貯存箱足夠使用。如果設(shè)備放在室外，貯料箱要考慮伴熱或保溫，放液區(qū)要作防水處理。在充料過 程中必須關(guān)閉雨水排水閥。罐車利用壓縮氣來卸液。當往NOx脫除車間輸送脫除添加劑時，需要使用磁耦合泵和潛液泵。
6、混合和分配系統(tǒng)
還原劑用水稀釋。可以使用自來水或井水來稀釋Satamin和Carbamin還原劑。
下圖箱體上安裝有用來測量調(diào)節(jié)流量和監(jiān)控壓力的設(shè)備。 如果燃料中沒有加入防止高低溫腐蝕的添加劑，可以通過混合和分配系統(tǒng)加入
7、注入系統(tǒng)
稀釋后還原劑的加料系統(tǒng)依賴于燃燒室的幾何尺寸。帶有單相噴嘴的水冷噴槍在鍋爐的應用中非常成功。雙相噴嘴使用壓縮空氣的噴槍適合于層燃鍋爐。
8、二次排放
燃燒富硫燃料(>0.5%的S)，溫度小于350℃時，煙氣中高的NH3濃度能夠形成硫酸氨。和硫酸氫氨不一樣，硫酸氨是一種無污染的副產(chǎn)物。在溫度 小于160℃時，硫酸氫氨的形成與煙氣中SO3量和NH3量有關(guān)。硫酸氫氨容易導致?lián)Q熱器表面結(jié)垢腐蝕。但是，通過使用配制合理的脫除添加劑 (Satamin和Carbamin產(chǎn)品)，就可以避免硫酸氫氨的形成。 改進后的SNCR裝置氨排放允許值依賴于鍋爐大小，為5—30mg/m3。 NOx脫除裝置的設(shè)計是根據(jù)使用添加劑satamin和carbamin，該系統(tǒng)不影響鍋爐效率。反應熱量與稀釋水蒸發(fā)熱量相當。
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