NOx是大氣的主要污染物之一,對人體健康和生態(tài)環(huán)境都有巨大的危害,N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5是NOx的主要存在形式。高濃度的NO會對人體產(chǎn)生強(qiáng)烈危害,NO進(jìn)入人體后會與血液中的血紅蛋白結(jié)合,降低紅細(xì)胞輸送氧氣的能力,引起組織缺氧。此外,NO和NO2是光化學(xué)污染中的一次污染物,經(jīng)強(qiáng)烈太陽紫外線照射后會生成新的二次污染物,危害環(huán)境。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的日新月異,氮氧化物的排放日益增多,主要來源于化石燃料的燃燒、機(jī)動車尾氣的排放。如果不采取進(jìn)一步的措施,未來我國的氮氧化物排放量將持續(xù)增長,勢必會造成嚴(yán)重的環(huán)境危害。目前應(yīng)用在工業(yè)上的脫硝技術(shù)主要是SCR脫硝技術(shù)。20世紀(jì)50年代美國Eegelh-arcl公司首先發(fā)明了SCR脫硝技術(shù),日本于20世紀(jì)六七十年代實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。SCR脫硝技術(shù)目前以氨催化還原法為主,NH3優(yōu)先與NOx發(fā)生還原脫除反應(yīng),生成氮?dú)夂退?,沒有副產(chǎn)物,不形成二次污染。目前商用催化劑主要是V2O5-WO3、MoO3/TiO2,以TiO2為載體、V2O5為活性組分、WO3或MoO3為活性助劑,活性助劑的添加提高了催化劑的高低溫活性并有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生。該催化劑屬于中高溫催化劑,活性溫度窗口在300~400℃,在低溫下無法達(dá)到預(yù)期的脫硝效果。此外。SNCR脫硝可以達(dá)到50mg的排放標(biāo)準(zhǔn);天津脫硝基礎(chǔ)
使液滴更容易穿透爐膛進(jìn)入煙氣流。(NSR)氨氮摩爾比NSR即反應(yīng)中氨與NO的摩爾比值,按照SNCR反應(yīng)式,還原1molNO需要1mol氨或。但實(shí)際運(yùn)行中噴入還原劑的量要比此值高,根據(jù)脫硝實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)NSR小于,NOx的脫除效率會隨著NSR值的增加而***增加,同時有效溫度區(qū)域范圍會擴(kuò)大。但是當(dāng)NSR大于,隨著NSR值的逐漸提升,NOx的脫除效率增加并不明顯,NSR過大則會引起氨逃逸量增大,氨耗量升高。為提高脫硝效率、減少氨耗量和降低氨逃逸,SNCR的NSR值一般控制在。4、工程應(yīng)用實(shí)例以某熱電廠490t/h循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)用情況為例,該發(fā)電機(jī)組采用氨水SNCR脫硝裝置,在左右旋風(fēng)分離器位置各設(shè)置從上到下4層噴射裝置,每層內(nèi)外側(cè)各1套噴射裝置,共16套噴射裝置。經(jīng)過一段時間運(yùn)行后,業(yè)主反饋脫硝效率降低、氨耗量增加和氨逃逸提高等一系列問題。通過現(xiàn)場分析,對SNCR脫硝進(jìn)行如下性能優(yōu)化調(diào)試:1)控制燃燒溫度,調(diào)節(jié)旋風(fēng)分離器入口煙溫為920-950℃;2)檢查噴槍的霧化效果(適當(dāng)提升霧化氣體壓力)、清理噴嘴的堵塞、更換磨損噴嘴以及調(diào)整噴槍的插入深度(噴槍噴嘴與外管向爐外微縮數(shù)毫米)。3)檢查氨水濃度和配比溶度,控制氨氮摩爾比在;4)通過現(xiàn)場試驗(yàn)比較。低溫脫硝大概費(fèi)用SNCR脫硝系統(tǒng)裝置簡單方便、維護(hù)量低,是脫硝系統(tǒng)的首要選擇;
設(shè)計(jì)脫硝效率為80%,氨逃逸率小于3ppm。液氨的耗量為115kg/h,而尿素作為還原劑時的耗量為200kg/h,按8000h計(jì)算,年耗氨量為920t,年耗尿素量為1600t,根據(jù)液氨到廠價3400元/噸、尿素到廠價2050元/噸計(jì)算,年原材料費(fèi)用分別為液氨、尿素328萬元。(2)電耗選用液氨作為還原劑時,脫硝系統(tǒng)電負(fù)荷不大于50kw,而選用尿素時,脫硝系統(tǒng)電負(fù)荷不大于480kw,相差430kw,按年運(yùn)行8000h,廠用電,選擇尿素時年電費(fèi)增加。因此從經(jīng)濟(jì)型方面來講,選用液氨成本要低。但是目前倡導(dǎo)安全第一,越來越多的電廠脫硝還原劑液氨改尿素的項(xiàng)目逐漸上馬,那么對于聯(lián)產(chǎn)企業(yè)來講無疑是可增加尿素的產(chǎn)量,控制液氨的外銷量尚可,影響不大,而且本身隨著環(huán)保檢查影響,一批的落后產(chǎn)能逐漸被淘汰,據(jù)隆眾資訊小編粗略計(jì)算即使電廠全部改用尿素脫硝其影響也可忽略,電廠用氨量占除尿素行業(yè)的,占全行業(yè)用氨量的,但是對于貿(mào)易及物流運(yùn)輸來講是一筆較大的損失,畢竟危化品車投資較大。
目前SCR脫硝催化劑的研究熱點(diǎn)之一是過渡金屬負(fù)載或者離子交換的微孔分子篩催化劑,該催化劑一般以Cu或者Fe為活性組分。Cu基分子篩催化劑具有良好的低溫催化能力;Fe基分子篩催化劑能在高溫下保持較高的NOx轉(zhuǎn)化率;過渡金屬氧化物CeO2因良好的氧化還原能力和強(qiáng)烈的金屬間相互作用,在催化劑上的應(yīng)用前景也相當(dāng)廣闊。唐劍驍?shù)纫缘润w積浸漬法為基礎(chǔ),探究微波干燥和普通干燥制得負(fù)載型Cu基分子篩催化劑M-4Cu-ZSM-5和4Cu-ZSM-5的脫硝活性。研究結(jié)果表明,銅的引入對ZSM分子篩的脫硝活性有明顯的提升作用;M-4Cu-ZSM-5催化劑在低于200℃時顯示比4Cu-ZSM-5略高的脫硝活性。黃增斌等分別以β、ZSM-5和USY分子篩為載體,采用浸漬法制備了錳鈰催化劑,并對催化劑的低溫脫硝性能進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種分子篩負(fù)載的錳鈰催化劑均有較好的低溫活性,其中Mn-Ce/USY催化劑在107℃時NOx轉(zhuǎn)化率能達(dá)到90%?;钚越M分MnOx主要以無定型態(tài)分布于催化劑表面,催化劑表面弱酸對反應(yīng)起主要作用。Zhao等分別以ZSM-5、SAPO-34為載體,制備了Cu-Mn雙金屬分子篩催化劑Cu-Mn/ZSM-5、Cu-Mn/SAPO-34。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)Cu/Mn比為3∶2時。SNCR脫硝的還原劑一般選擇20%~27%濃度的氨水,或相同摩爾比的尿素溶液;
SNCR脫硝技術(shù)典型案例01SNCR技術(shù)SNCR即為選擇性非催化還原法,是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的NOx脫除技術(shù),其原理是以NH3、尿素等作為還原劑,在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。在適宜的溫度范圍內(nèi),氣相的氨或者尿素就會分解為自由基NH3和NH2,在特定的溫度和氧存在的條件下,還原劑與NOx的反應(yīng)優(yōu)于于其他反應(yīng)而進(jìn)行。還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍,此溫度范圍稱為溫度窗口,對本方法的脫硝效率有較大影響。02SNCR的反應(yīng)機(jī)理SNCR是一種不用催化劑,在850-1100℃范圍內(nèi)還原NOx的方法。SNCR技術(shù)是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域,該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器,可通過對鍋爐進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)。SNCR反應(yīng)物貯存和操作系統(tǒng)與SCR系統(tǒng)是相似的,但它所需的氨和尿素的量比SCR工藝要高。在爐膛850-1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),在無催化劑作用下,氨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反應(yīng),主要反應(yīng)為:氨為還原劑:NH3+NOx→N2+H20尿素為還原劑:CO(NH2)2→2NH2+CONH2+NOx→N2+H20CO+NOx→N2+CO2當(dāng)溫度過高時,超過反應(yīng)溫度窗口時。脫硝系統(tǒng)的還原劑儲量應(yīng)滿足系統(tǒng)使用4~7天為宜,并能夠滿足消防和安全環(huán)保要求;SCR脫硝制造價格
SNCR系統(tǒng)的加壓站宜采用立式多級泵,并應(yīng)有備用泵;天津脫硝基礎(chǔ)
4影響脫硝效果的主要因素在SNCR工藝中,**主要的是爐膛上噴入點(diǎn)的選取,即窗口溫度的選擇。對于尿素來說理想的溫度范圍是800-1150℃,溫度高,還原劑被氧化成NOx,煙氣中的NOx含量不減少反而增加;溫度低,反應(yīng)不充分,造成還原劑流失,對下游設(shè)備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)狀況和e6cbb882-61af-4f34-aafb-fda內(nèi)溫度場、煙氣流場情況,采用CFD以及CKM模擬相結(jié)合技術(shù)。任何反應(yīng)都需要時間,所以還原劑必須和NOx在合適的溫度區(qū)域內(nèi)有足夠停留時間,這樣才能保證煙氣中的NOx還原率。停留時間指的是反應(yīng)物在爐膛上部對流區(qū)內(nèi)的存在時間,SNCR的所有步驟必須在這里完成。這些步驟包括:注入的尿素和煙氣的混合、水分的蒸發(fā)、尿素分解成氨、NH3分解成NH2和一些自由基、NOx的還原反應(yīng)。加大停留時間有利于質(zhì)量的輸運(yùn)和化學(xué)反應(yīng),從而提高了反應(yīng)率。摩爾比的確定是由想得到的還原效率決定的。根據(jù)基本的化學(xué)反應(yīng)方程式,還原2mol的NOx需要1mol的尿素或者2mol的氨。在實(shí)際中,需要注入比理論更多的還原劑以達(dá)到所需要的還原水平。因?yàn)榘钡牡南纳婕暗竭\(yùn)行的費(fèi)用問題,所以所選用的摩爾比一般為臨界值,NH3/NOx摩爾比一般控制在~,**大不要超過。天津脫硝基礎(chǔ)
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