脱销技术服务
一、方法简介
烟气脱硝(De-NOxDenitration),是指把已生成的NOX还原为N2,去除氮氧化物的过程。
脱硝方法主要包括:酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、吸附法、离子体活化法等。其中比较主流的工艺为:SCR和SNCR。
二、主要工艺原理介绍
2.1选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)
SNCR脱硝技术是将NH3、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域,迅速热分解成NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水,该技术以炉膛为反应器。
在850~1100℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:
NH3为还原剂:4 NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
尿素为还原剂:NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般对大型燃煤机组可达 25%~40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,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。
2.2选择性催化还原脱硝技术(SCR)
选择性催化还原(SCR)技术是在催化剂作用下,还原剂液氨、氨水、尿素(热解和水解)与烟气中的NOX反应,将烟气中的NOX还原为无毒无污染的氮气N2和水H2O。其反应器设置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间,反应温度一般在320℃-420℃之间,SCR法脱硝技术是目前国内外最成熟可靠的脱硝技术,脱硝效率高,系统安全稳定。
SCR反应条件下的化学反应式为:
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
在适当催化剂的作用下,对NO2也有还原去除作用:
4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O
6NO2 + 8NH3→7N2+12H2O
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3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(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃), 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。国内外SCR系统大多采用高温,反应温度区间为315℃~400℃。
三、工艺流程
3.1选择性非催化还原法(SNCR)工艺流程图(以尿素为还原剂为例)
图1选择性非催化还原法(SNCR)工艺流程图
3.2选择性催化还原法(SCR)工艺流程图(以液氨为还原剂为例)
图2 选择性催化还原法(SCR)工艺流程图