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烟气脱硝

  • NOx的生成机理
    煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。研究表明，在煤的燃烧过程中生成NOx的主要途径有三个：
Ø   热力型NOx.  即空气中的氧和氮在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2的总和，温度对热力型NOx的生成具有决定作用。
Ø   快速型NOx.  燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高区域燃烧时所产生的烃与燃烧空气中的N2分子发生反应，形成的CN、HCN，继续氧化而生成的NOx。在燃煤锅炉中，快速型NOx生成量很小。
Ø   燃料型NOx.  燃料中的氮化合物在燃烧过程中发生氧化反应而生成的NOx。燃煤电厂锅炉中产生的NOx中大约75%-90%是燃料型NOx。
  • 脱销方法

    根据NOx在锅炉中的生成机理，针对性的制定了一系列措施，主要有低NOx燃烧、选择性非催化还原烟气脱硝技术（SNCR）、选择性催化还原烟气脱硝技术（SCR）等。

    1、低NOx燃烧技术

       目前常用的低NOx燃烧技术主要：
       低过量空气燃烧法 ；           空气分级燃烧法；      
       燃料分级燃烧法 ；              燃气再循环技术；
       焙烧器处的分级燃烧技术（SCC），是采用分级加入燃料和空气，使NOx形成降到最低物料加入方式来降低NOx放热排放。
    2、选择性非催化还原烟气脱硝技术（SNCR）
   SNCR是一种选择性降低NOx排放量的方法，用氨及尿素作为还原剂，不用催化剂，喷入的氨只与烟气中的
NOx发生反应，而不与烟气中的其他成分发生反应，NH3还原NOx的反应只能在850-1050℃这一狭窄的温度范围内进行。
       氨的喷入点在炉膛上部烟气温度850-1050℃范围内的区域。发生的主要还原反应有：
4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2
4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2
    SNCR工艺主要包括：还原剂的储存、稀释、供给和锅炉内喷射反应系统。
  • SNCR技术特点：
ü    尿素、NH3均可作为还原剂。
ü    温度过高氨会和氧反应生成NOx；温度过低NOx还原反应的速率过低，造成原烟气中有过量的氨逃逸或是物料上有氨沉积。
ü    必须找到合理的氨气喷入位置，达到适合的SNCR反应的温度区间。
ü    脱硝效率50%以上，最高可达65 % ；氨逃逸浓度小于8mg/Nm3；对锅炉效率的影响小于0.5%；装置可利用率98 %以上。
ü设备占用空间小，喷射区可以全部布置在锅炉平台上。
ü多层次喷射，可随负荷及操作指令自动控制。
ü不使用催化剂，投资少，运行成本低。
ü排放要求提高时，具有与LNB+OFA和SCR技术结合的手段。
ü对煤种变化不敏感，适用性强。
ü应用范围广，煤、石油、天然气、水泥窑、玻璃窑、垃圾炉等均适用。

    3、选择性催化还烟气脱硝技术（SCR）

      选择性催化还原（SCR）工艺是基于在金属催化剂的作用下，喷入的氨（NH3）把烟气中的NOx还原成N2和H2O。还原剂以NH3为主，催化剂有贵金属和非贵金属两类。SCR反应器置于锅炉之后。
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 SCR技术特点：
ü    选择性催化还原法（SCR）是工业上应用较广的一种脱硝技术。
ü    结构简单，NOx的脱除率达90%以上。
ü    SCR反应温度一般为300-450摄氏度。
ü    氨逃逸浓度小于3mg/Nm3；SO2/SO3转化率小于1%；系统阻力小于1000Pa；装置可利用率98 %以上。
ü    氨可通过液氨或尿素制备。
ü    可与氨法脱硫装置共用氨站系统。
ü    维护方便。   
SCR反应器可以安装在炉/窑的两个位置：
p    在除尘器的下游—“低尘负荷”系统；
       优点：催化剂寿命长，不易堵塞；
       缺点：需要对烟气进行加热，达到催化剂的反应温度；
p    最后一个旋风筒下游—”高尘负荷“系统；
       优点：烟气温度适合催化剂要求，无需加热；
       缺点：烟气粉尘浓度高，催化剂容易被堵塞、磨损。
    4、SCR+SNCR联合脱硝技术
    SCR+SNCR联合脱硝工艺有二个反应区：一是锅炉炉膛，反应温度850-1050℃，二是SCR反应器，在催化剂的作用下，反应温度300-450℃.
    SCR+SNCR联合脱硝技术特点
   可获得与SCR一样甚至更高的脱硝效率，且工程造价和运行成本更低。
   减少了催化剂用量和寿命周期后的回收处理量。
   无需静态混合器、AIG,无需加长烟道，反应器体检小，空间适应性更强，更适用于改造项目。
   系统阻力小，减少了风机改造的工程量及运行费用。
   具有更好的负荷跟随性，能适应机组降负荷运行的要求，能适应煤质变化引起的NOx原始浓度大幅度变化。
   SO2/SO3转化所引起的腐蚀和ABS阻塞问题明显减少。
   无需尿素热解或水解等复杂的还原剂分解系统，降低工程造价和占地空间，减少安全隐患。
   与SCR相比，降低了催化剂对煤的敏感度。
   5、水泥窑SNCR脱硝技术
   在分解炉的中下部（约950 ℃）加入还原剂尿素或氨水，在有部分氧存在的条件下，发生还原反应。
   水泥窑SNCR脱硝技术特点
   脱硝效率可达60%，氨逃逸小于10ppm；装置可利用率98 %以上。
   可满足就地或远程控制。
   喷射装置可配备自动伸缩功能，可根据设备运行需要保护不投运的喷射器，降低磨损。
   适用于水泥窑的运行特性，可达更高的脱硝效率。
   系统简单，易于维护，可有效降低建造和运行成本。
   6、尿素热解制氨技术
   其工艺主要包括：固体尿素储运系统、尿素溶解储存系统和尿素热解炉系统。
   尿素热解制氨技术特点
   使用安全的尿素，易于运输和储存，无危险源建设、运行和管理的困扰。
   占地面积小，周围无需大距离的防火安全距离。
   与尿素水解相比，投资成本和运行费用相当，但不使用压力容器，安全性更高。
   通过精确计量，易于调节控制，系统响应速度快。
   尿素分解完全，尿素溶液在分解炉中完全分解为还原剂。
   热源可据现场情况灵活选择，可用电加热、也可用燃油、燃气或锅炉高温烟气作为热源。
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