烟气脱硝手艺先容及各类计划比拟
今朝支流的烟气脱硝手艺有挑选性非催化复原手艺(SNCR)、挑选性催化复原手艺(SCR)和SNCR/SCR连系脱硝手艺。
研讨发明,在800~1250℃这一温度规模内、无催化剂感化下,氨水等复原剂可挑选性地复原烟气中的NOx天生N2和H2O,根基上不与烟气中的O2感化,据此成长了SNCR脱硝手艺。
SNCR烟气脱硝的首要反映为:
NH3为复原剂 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O
SNCR凡是接纳的复原剂有氨水、氨水和液氨,差别复原剂的比拟如表3.1所列。
表3.1 差别复原剂特色
复原剂 |
特色 |
尿素 |
• 宁静质料 (化肥) • 便于运输 • 脱硝有用温度窗口较宽 • 消融要耗损必然热量 |
氨水 |
• 运输本钱较大 • 须要较大的贮存罐 • 脱硝有用温度窗口窄 |
液氨 |
• 高风险性质料 • 运输和存储宁静性低 |
从SNCR体系逃逸的氨能够来自两种环境,一是喷入的复原剂适量或复原剂散布不平均,一是因为喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反映。复原剂喷入体系必须能将复原剂喷入到炉内*有用的部位,若是喷入节制点太少或喷到炉内某个断面上的氨不平均,则会呈现散布较高的氨逃逸量。在较大尺寸的汽锅中,因为须要笼盖相称大的炉内截面,复原剂的平均散布则更坚苦。为保障脱硝反映能充实地停止,以*少喷入NH3的量到达*好的复原结果,必须想法使喷入的NH3与烟气杰出地夹杂。若喷入的NH3不充实反映,则逃逸的NH3不只会使烟气中的飞灰轻易堆积在汽锅尾部的受热面上,并且烟气中NH3碰到SO3会发生NH4HSO4易构成氛围预热器梗塞,并有侵蚀的风险。是以,SNCR工艺的氨逃逸请求节制在8mg/Nm3以下。图1.1为典范SNCR脱硝工艺流程图。
图1.1 SNCR工艺体系流程图
SNCR烟气脱硝进程是由上面四个根基进程构成:
复原剂的领受和溶液制备;
复原剂的计量输入;
在汽锅恰当地位注入复原剂;
复原剂与烟气夹杂停止脱硝反映。
挑选性催化剂复原(SCR)手艺是在烟气中插手复原剂(*经常利用的是氨和氨水),在催化剂和合适的温度等前提下,复原剂与烟气中的氮氧化物(NOx)反映,而不与烟气中的氧停止氧化反映,天生有害的氮气和水。首要反映以下:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
在不催化剂的环境下,上述化学反映只是在很窄的温度规模内(800~1250℃)停止。SCR手艺接纳催化剂,催化感化使反映活化能下降,反映可在更低的温度前提(320~400℃)下停止。
对SCR体系的限定身分随运转环境和工艺进程而变更。限定身分包含体系压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限定、SO2氧化率、温度和NOx浓度,都影响催化剂寿命和体系的设想。除温度外,NOx、NH3浓度、适量氧和逗留时候也对反映进程有必然影响。
SCR体系普通由氨或氨水的贮存体系、(氨水转化为氨体系)、氨与氛围夹杂体系、氨气喷入体系、反映器体系、检测节制体系等构成。SCR脱硝反映器在汽锅尾部普通有三种差别的安排体例,高尘安排、低尘安排和尾部安排,图1.2为今朝普遍接纳的高尘安排SCR烟气脱硝体系工艺流程图。
图1.2 SCR工艺体系流程(高尘安排)
对普通燃煤或燃油汽锅,SCR反映器多挑选装置于汽锅省煤器与氛围预热器之间,因为此区间的烟气温度恰好合适SCR脱硝复原反映,氨被放射于省煤器与SCR反映器间烟道内的恰当地位,使其与烟气充实夹杂后在反映器内与氮氧化物反映,SCR体系贸易运转的脱硝效力约为80%~90%。
SNCR/SCR夹杂手艺是SNCR工艺的复原剂喷入炉膛手艺同SCR工艺操纵末反映氨停止催化反映连系起来,或操纵SNCR和SCR复原剂需要量差别,别离分派复原剂喷入SNCR体系和SCR体系的工艺无机连系起来,到达所需的脱硝结果,它是把SNCR工艺的低用度特色同SCR工艺的高脱硝率停止有用连系的一种取长补短的夹杂工艺。SNCR/SCR夹杂工艺的脱硝效力可到达60~80%,氨的逃逸小于4mg/Nm3。图1.3为典范的SNCR/SCR夹杂烟气脱硝工艺流程。
图1.3 SNCR/SCR连系工艺脱硝流程图
几种首要烟气脱硝手艺综合比拟环境如表1.2所列。
表1.2 SCR、SNCR、SNCR/SCR手艺综合比拟
名目 |
SCR手艺 |
SNCR手艺 |
SNCR/SCR手艺 |
反映剂 |
NH3 |
氨水或氨水 |
NH3 |
反映温度 |
320~400℃ |
800~1250℃ |
前段:800~1000℃, 后段:320~400℃ |
催化剂 |
V2O5-WO3/TiO2 |
不利用催化剂 |
后段加少许催化剂 |
脱硝效力 |
80~90% |
30~60% |
50~80% |
反映剂放射地位 |
SCR反映器进口烟道 |
炉膛内放射 |
汽锅负荷差别放射地位也差别 |
SO2/SO3氧化 |
SO2氧化成SO3的氧化率<1% |
不会致使SO2氧化,SO3浓度不增添 |
SO2氧化较SCR低 |
NH3逃逸 |
<2.5 mg/m3 |
<8 mg/m3 |
<4 mg/m3 |
对氛围预热器影响 |
NH3与SO3易构成硫酸氢铵,需节制NH3泄露量和SO2氧化率,并对空预器高温段停止防腐防堵革新。 |
SO3浓度低,构成梗塞或侵蚀的机率低 |
硫酸氢铵的发生较SCR低,构成梗塞或侵蚀的机率比SCR低 |
体系压力丧失 |
新增烟道部件及催化剂层构成压力丧失 |
不压力丧失 |
催化剂用量较SCR小,发生的压力丧失较低 |
燃料及其变更的影响 |
燃料明显地影响运转用度,对灰份增添和灰份成份变更敏感,灰份磨耗催化剂,碱金属氧化物劣化催化剂,AS、S等使催化剂失活。 |
根基无影响 |
影响与SCR不异。因为催化剂较少,改换催化剂的总本钱较SCR低 |
汽锅负荷变更的影响 |
SCR反映器安排需优化,当汽锅负荷在必然规模变更时,进入反映器的烟气温度处于催化剂活性温度区间。 |
多层安排时,跟从负荷变更轻易 |
跟从负荷变更中等 |
工程造价 |
高 |
低 |
较高 |
(完)
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