锅炉烟气脱硫,脱硝工艺/设备

                                    锅炉烟气脱硫,脱硝设备
简  介:
    随着现代工业生产的发展和生活水平的提高,大气污染成了人们十分关注的问题&。 二氧化硫是大气的重要污染源之一,其污染危害甚大,故七十年代中,研究烟气脱硫技术被许多国家列为防治大气污染的重点,相继建成了一些工业规模的实用的处理装置,与此同时,对大气污染中的另一个大问题,即氮氧化物NOX的污染问题,人们也开始了防治技术的研究和开发&。NOX在阳光的作用下会引起光化学反应,形成光化学烟雾,从而造成严重的大气污染&。七十年代以来NOX的大气污染问题已被日益重视,人们发现:人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度NOX有关系,而且其危害性比人们原先设想的要大得多&。 
方 法: 
  烟气脱硝,是指把已生成的NOX还原为N2,从而脱除烟气中的NOX,按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝&。主要包括:酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、选择性非催化还原法、吸附法、离子体活化法等&。国内外一些科研人员还开发了用微生物来处理NOX废气的方法&。 由于从燃烧系统排放的烟气中的NOx,90%以上是NO,而NO难溶于水,因此对NOx的湿法处理不能用简单的洗涤法&。烟气脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或碱性溶液吸收,从而实现脱硝&。O3氧化吸收法用O3将NO氧化成NO2,然后用水吸收&。该法的生成物HNO3液体需经浓缩处理,而且O3需要高电压制取,初投资及运行费用高&。ClO2氧化还原法ClO2将NO氧化成NO2,然后用Na2SO3水溶液将NO2还原成N2&。该法可以和采用NaOH作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物Na2SO3又可作为NO2的还原剂&。ClO2法的脱硝率可达95,且可同时脱硫,但ClO2和NaOH的价格较高,运行成本增加&。 
技 术:   
  适用性及特点 优点与不足 脱硝率 投资 SCR 适合排气量大,连续排放源 二次污染小,净化效率高,技术成熟;设备投资高,关键技术难度较大,要求烟气温度高,不能脱硫,烟气易结露腐蚀后续设备和管道&。 脱硝80%~90% 高 SNCR 适合排气量大,连续排放源 不用催化剂,设备和运行费用少;NH3用量大,二次污染,难以保证反应温度和停留时间,要求烟气温度高,不能脱硫,烟气易结露、腐蚀后续设备和管道&。 脱硝30%~60% 运行费用高 LoTOx 处理烟气量中等的情况可取 臭氧氧化脱硝技术是美国的一项专利技术、脱硝工况稳定、效率高,易控制&。适宜在相对低温条件下进行化学反应&。但臭氧发生器价格昂贵&。 脱硝80~95% 运行费用较高 LPC法 适合排气量大,连续排放源 投资省,运行费用低,无二次污染,系统独立,不腐蚀烟气净化系统以外的其它设备,回收部分氮资源,操作简单可靠、脱硝效率稳定&。用液氨做脱除剂不便储运&。 脱硝40%~50%脱硫95%以上 运行费用较低 工艺编辑 由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得NOx的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx的排放,必须进行烟气脱硝处理&。通行的烟气脱硝技术工艺大致可分为干法、半干法和湿法3类&。其中干法包括选择性非催化还原法( SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等&。 在众多脱硝方法当中,SCR脱硝技术以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点,在日本和欧美得到了广泛的商业应用&。
SNCR脱硝原理:

    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&。

   SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%~80%,受锅炉结构尺寸影响很大&。采用SNCR技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂&。

 1、技术原理

 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

 2、系统组成

  SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成: 接收和储存还原剂;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂; 还原剂的计量输出、与水混合稀释;还原剂与烟气混合进行脱硝反应&。

 3、技术特点

  技术成熟可靠,还原剂有效利用率高系统运行稳定设备?榛,占地小,无副产品,无二次污染

 4、脱硝系统基本流程和添加剂效果

  基于纯氨、氨水和尿素的溶液(比如satamin和carbamin二次添加剂)目前在很大程度上比较流行&。 通过选择性非催化还原法,氨基在800℃-1050℃时NO生成氮气和水蒸气: NH2+NO <=>H2O+N2,当使用含氨化合物的水溶液时,化合物分解就会释放出氨气&。换言之,只有在雾化流体蒸发后氨气才可以从含氨化合物中挥发出来&。 自由基之间的反应选择性并不是很强&。因此充足的脱除添加剂还是必要的&。

 5、流程设计和装置描述˙燃料添加剂贮存加料装置

  Satamin 添加剂是一种专利产品&。根据锅炉大小和每年的燃料消耗量,Satamin添加剂一般以每桶200,500和1000公升桶装形式供给&。 对于大型装置,一般设置一个较大的储罐和加料控制器Satamin和Carbamin是低氨水溶液&。因而,在贮料箱的充料过程中,或万一贮料箱遭到破坏, 在储存位置附近将不会有有毒气体逸出&。储罐中放置一个夹层箱或贮存箱足够使用&。如果设备放在室外,贮料箱要考虑伴热或保温,放液区要作防水处理&。在充料过 程中必须关闭雨水排水阀&。罐车利用压缩气来卸液&。当往NOx脱除车间输送脱除添加剂时,需要使用磁耦合泵和潜液泵&。

 6、混合和分配系统

   还原剂用水稀释&?梢允褂米岳此蚓聪∈蚐atamin和Carbamin还原剂&。

   下图箱体上安装有用来测量调节流量和监控压力的设备&。 如果燃料中没有加入防止高低温腐蚀的添加剂,可以通过混合和分配系统加入

 7、注入系统

  稀释后还原剂的加料系统依赖于燃烧室的几何尺寸&。带有单相喷嘴的水冷喷枪在锅炉的应用中非常成功&。双相喷嘴使用压缩空气的喷枪适合于层燃锅炉&。

 8、二次排放

  燃烧富硫燃料(>0.5%的S),温度小于350℃时,烟气中高的NH3浓度能够形成硫酸氨&。和硫酸氢氨不一样,硫酸氨是一种无污染的副产物&。在温度 小于160℃时,硫酸氢氨的形成与烟气中SO3量和NH3量有关&。硫酸氢氨容易导致换热器表面结垢腐蚀&。但是,通过使用配制合理的脱除添加剂 (Satamin和Carbamin产品),就可以避免硫酸氢氨的形成&。 改进后的SNCR装置氨排放允许值依赖于锅炉大小,为5—30mg/m3&。 NOx脱除装置的设计是根据使用添加剂satamin和carbamin,该系统不影响锅炉效率&。反应热量与稀释水蒸发热量相当&。

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