煙氣脫硝

一、選擇性非催化還原脫硝技術(SNCR)
SNCR技術是在無催化劑存在的條件下向爐膛內噴入還原劑氨或者尿素,將NOx還原為N2和H2O。此工藝以爐膛為反應器,反應溫度區間為950℃~1150℃,在無催化劑作用下,NH3 或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2作用。脫硝效率40%~60%,氨逃逸量≤6mg/m³。當溫度過高時,會發生副反應生成NO;當溫度過低時,又會導致還原劑損失和NOx脫除效率下降。
1.工藝原理:
(1)氨水作為還原劑的主要反應:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
(2)尿素作為還原劑的主要反應:
4NO+2CO(NH2)2+O2→4N2+2CO2+4H2O
8NO2+6CO(NH2)2+O2→10N2+6CO2+12H2O
2.工藝流程:

3.工藝系統組成:
(1)還原劑儲存、輸送系統;
(2)稀釋水輸送控制系統;
(3)還原劑計量混合系統;
(4)還原劑分配及噴射系統;
(5)控制系統
4.工藝特點:
(1)投資成本低,不使用催化劑,運行費用低,有很大的經濟優勢;
(2)不需要對鍋爐進行結構性改造,建設周期短;
(3)對原有生產工藝基本無不良影響,改造使用后無需調整其他設備的運行;
(4)占地面積小,適合我國現有老機組改造。
二、選擇性催化還原脫硝技術(SCR)
SCR技術是在催化劑的作用下,利用還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水。催化劑反應器置于鍋爐省煤器出口與空氣預熱器入口之間,其作用為使噴入的氨與煙氣中的NOX反應實現脫硝。其有效反應溫度范圍約在320℃~400℃之間。脫硝效率可達到80%以上,單層催化劑壓降一般不大于150Pa。
1.工藝原理:
在催化劑作用下,向溫度約280~420℃的煙氣中噴入氨,將NOx還原為N2和H2O。主要反應方程式如下:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+8NH3→7NO2+12H2O
2NO2+4NH3+H2O→3N2+6H2O
反應原理如圖所示:

2.工藝流程:

3.SCR脫硝還原劑:
還原劑主要有三種:液氨、氨水、尿素。
4.技術特點:
(1)結構簡單,穩定可靠 可以直接將氨水噴入管道內,氣流調節裝置及氣流混合裝置簡單可靠,整個系統可水平布置也可垂直布置,安裝檢修十分方便,系統穩定可靠。
(2)更換催化劑方便 催化劑固定在催化劑框架內,整體從SCR反應器頂部吊入,更換方便。
(3)還原劑選擇靈活 對氨水SCR系統改造后,既可使用氨水又可使用尿素溶液作為還原劑。
三、氧化法煙氣脫硝技術
氧化法煙氣脫硝通過在吸收塔前噴入強氧化劑,在催化劑的作用下將不易吸收的NO氧化為容易被堿液吸收的N2O3或N2O5,其后在吸收塔內將氮氧化物除去。和SCR/SNCR煙氣脫硝技術相比,氧化法的優勢在于無氨逃逸,同時還可以與煙氣脫硫相結合,實現煙氣SO2和NOx的一體化脫除。氧化法可用的氧化劑有過氧化氫(H2O2)、臭氧,二氧化氯等等。
1.工藝原理:
以過氧化氫(H2O2)為例,用H2O2把煙氣中的不溶于水的N0氧化為NO2,最終生成HNO3,然后在吸收塔內吸收脫除。反應方程式如下:
NO+H2O2→NO2+H2O
2NO2+H2O2→2HNO3
2.工藝流程:

煙氣通過引風機進入冷卻塔或者熱交換器以降低煙氣溫度。冷卻后的煙氣進入吸收塔內和噴淋液逆流接觸,發生化學反應生成低質的稀酸。稀酸達到一定濃度后由稀酸排出泵排出回收利用,煙氣進入洗滌塔內經工藝水洗滌,除霧后由煙囪達標排放。
3.工藝特點:
(1)可同時脫除SO2、NOx、汞等多種污染物;
(2)投資費用和維護成本較低;
(3)系統簡單、低溫操作、易于維護;
(4)無二次污染、副產物為硫酸和硝酸,可以回收利用,具有經濟和社會效益。
4.應用領域:
(1)以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐;
(2)以燃氣、煤、重油為燃料的工業鍋爐;
(3)鉛、鐵礦、鋅/銅,玻璃、水泥加工、生產的各種爐窯;
(4)用于處理生物廢料,輪胎及其他工業廢料的燃燒爐;
(5)來自于酸洗和化工過程的酸性氣流;
(6)催化裂化尾氣;各種市政及工業垃圾焚化爐等。

