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烟气脱硝技术
 

                                 烟气脱硝技术

 

背景:

 

防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。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,包括严重的氮氧化物NOX的污染。

  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,并引发人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少及一系列问题,其危害性比人们原先设想的要大很多。因此,如何将NOX清除(脱硝),是一个世界性的重要问题。

 

脱硝技术简介:

 

烟气脱硝技术目前主要分为两种,SCR选择性催化还原技术 SNCR选择性非催化还原技术

 

  1. SCR选择性催化还原技术

SCR是一个燃烧后NOx控制工艺,氨法SCR整个过程包括将氨气喷入燃煤锅炉产生的烟气中,含有氨气的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器,在催化剂的作用下,氨气同NOx发生反应,转化成水和氮气。

在反应过程中,NH3可以选择性地和NOx反应生成N2H2O,而不是被O2所氧化,因此反应又被称为“选择性”。

其主要反应式为:

4 NH3 +4 NO + O2 4 N2 + 6 H2O   (1)               

8NH3 + 6NO 7N2 + 12H2O   (2)      

 

SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。根据发达国家的经验,SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。

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SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图

 

 

2.  SNCR 选择性非催化还原技术

 

SNCR技术,即选择性非催化还原技术,就是目前主要的烟气脱硝技术之一。在炉膛800~1250这一狭窄的温度范围内、无催化剂作用下,NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR烟气脱硝技术。在800~1250范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:

    NH3为还原剂

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    尿素为还原剂     

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SCR技术相比,SNCR技术没有SCR技术所用的昂贵的脱硝催化剂,其技术优势就在于投资与运行成本少,SO2/SO3转化率小。SNCR的缺点是脱硝效率相对较低,通常大型锅炉的SNCR脱硝技术的脱硝效率在40%以下。

 

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工艺系统图

 

 

技术优势: SNCR系统采用尿素作为还原剂。与其它同类技术工艺相比,具有如下特点:

使用尿素作为还原剂,无毒、无害;

不需要储存、处理带压和危险的无水氨或氨水相应的安全设备;

使用液态而不是气态反应剂,可以更有效地控制反应剂喷射模式和反应剂分布,保证与烟气良好的混合,使化学剂以较低的NH3逃逸得到较充分的利用。

还原反应剂渗透能力强,液滴尺寸合理,分布均匀,与烟气中的NOx 混合良好;

我们对每一工程的尿素喷射系统进行专门量身定做,有墙式喷射器,带伸缩的墙式喷射器以及多喷嘴枪式喷射器,在短的尿素喷枪不能覆盖的区域,多喷嘴枪式喷射器能保证所喷射的尿素溶液良好的覆盖。

我们专有的世界先进的“虚拟再现”模拟中心,可根据锅炉实际燃烧温度分布情况,准确地对尿素溶液喷射点进行定位,达到真正意义上的标靶喷射。

本技术方案SNCR工艺技术采取以下措施,能够以较低的还原剂使用剂量获得较高的NOx脱除效率:

  由于燃烧过程的动态特性,炉膛温度会在短时间内迅速变化,必须在炉膛上几个不同高度处安装喷射器以保证在适当的温度处喷入还原剂;

  每一项工程应用的独特情况会对SNCR工艺提出不同的要求,因此本工程技术方案为每一个工程项目建立单独的计算机模型;

  本工程技术方案的新型的还原剂喷射器能在尿素注入烟气的过程中雾化尿素。该喷射器可以使用压缩空气作为雾化介质,将尿素雾滴喷入烟气中。该喷射器使尿素雾滴具有合理的液滴尺寸、分布和穿透性,促进了尿素与烟气中NOx 的接触和混合;

  本工程技术方案设计和制造了简单的还原剂供给和控制系统,将它们与精确的炉膛流体动力学分析及化学动力学分析相结合;

本工程技术方案设计和应用多喷嘴枪式喷射器,多喷嘴枪式喷射器可以强化还原剂分配的均匀性和渗透性。

 
 
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