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模块化，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。可以使用自来水或井水来稀释Satamin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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