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            鍋爐脫硝中用到的脫硝技術——催化還原工藝介紹

            發布者:河北誠譽環境工程有限公司發表時間:2018-04-23

              脫硝指的就是去除燃燒煙氣中的氮氧化物的過程,尤其是火電行業,在發電過程中,用到的燃煤鍋爐會排放出濃度很高的氮氧化物,因此,需要脫硝。鍋爐脫硝目前才用到工藝主要有scr和sncr兩種,下面咱們來了解一下這兩種脫硝技術的區別:

              催化還原工藝是一種廣泛用于低溫等離子脫硫脫硝的成功的技術。
              1、選擇性催化還原法SCR(Selective Catalytic Reduction)。該法因其脫除NOx的效率高,一般為80%~90%,還原劑用量少,得到最廣泛應用。這種方法是以氨(NH3)作為還原劑噴入廢氣,在較低溫度和催化劑的作用下,將NOx還原成N2和H2O。所謂選擇性是指NH3具有選擇性,它只與NOx進行反應,而不與氧發生反應;镜姆艧徇原主反應如下:
              8NH3+6NO2→7N2+12H2O
              4NH3+6NO→5N2+6H2O
              2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O

              sncr脫硝工程工藝

              影響催化脫硝的因素有:
              1)反應溫度。采用某種催化劑,如銅鉻催化劑,當上述反應的溫度改變時,可能發生一些不利于NOx還原的副反應,尤其當溫度較高時。例如,發生 NH3分解為N2和H2的反應,使還原劑減少,或者NH3被O2氧化為NO的反應。這些反應發生在350℃以上,超過450℃變得激烈,溫度再高,還能再生成NO2,從而使NOx的還原率下降。而在200~350℃之間,NH3與O2只生成N2和H2O,NOx的還原率隨著反應溫度的升高而增大。研究表明,溫度低于200℃,可能生成硝酸銨(NH4 NO3)和有爆炸危險的亞硝酸銨(NH4 NO2),嚴重時會堵塞管道?梢,溫度對SCR工藝極為重要,應實施嚴格控制。SCR的最佳溫度為300~400℃,這時僅有主反應能夠進行。
              2)催化劑。上述反應如果沒有催化劑的作用,只有在很窄的高溫范圍內(989℃左右)進行,而采用催化劑時,其反應溫度可以大幅度降低。顯然,不同的催化劑具有不同的活性,因而反應溫度和脫硝效果也有差異。催化劑活性強意味著選擇性弱,不希望的反應如SO 2氧化為SO3的反應就強。應選擇合適的催化劑和控制反應溫度,使主反應速度大大超過副反應的速度,則有利于NO2的脫除。目前,大都采用非貴金屬作催化劑,如Al2O3為載體的銅鉻催化劑、TiO2為載體的釩鎢和亞鉻酸銅催化劑、氧化鐵載體催化劑等,貴金屬催化劑多采用鉑。
              3)還原劑用量。還原劑NH3的用量一般用NH3與NO2的摩爾比來衡量,不同的催化劑有不同的NH3/NOx范圍。當這個比值過小時,反應不完全,NOx脫除率低。在一定范圍內,脫除率隨NH3/NOx值增大而上升。但NH3/NOx值過大則對脫除率無明顯影響,且增加未反應氨的泄漏或排放,造成二次污染,也使還原劑耗量增加。
              4)空間速度?账贅酥緩U氣在反應器內的停留時間,一般由實驗確定?账龠^小,催化劑和設備利用率低,空速過大,氣體和催化劑的接觸時間短,反應不充分,則NOx脫除率下降。
              廢氣中氧含量以及NOx濃度對脫除率沒有明顯的影響。
              SCR裝置用于鍋爐煙氣脫硝有不同的布置方式,各有優缺點:(a)高灰裝置,按SCR-空氣預熱器-電除塵器-FGD次序布置,煙氣溫度(300~400℃)滿足反應要求, 但催化劑處于高塵煙氣中,易污染中毒或失效;(b)低灰裝置,按電除塵器一SCR-空氣預熱器一FGD次序布置,反應溫度合適,但高溫高效除塵困難;(c)尾部裝置,按空氣預熱器一電除塵器-FGD-SCR次序布置,催化劑活性和利用率高、壽命長,且可自由控制反應溫度,但煙氣進入SCR之前需要再加熱,能耗增加。
              2、非選擇性催化還原法NSCR。該法是在貴金屬鉑、鈀等催化劑作用下,反應溫度為550~800℃時,用H2、CH4、CO或由它們組成的燃料氣作為還原劑,將廢氣中的NOx還原為N2,同時,還原劑發生氧化反應生成CO2和H2O。該法NOx脫除率可達90%,但還原劑耗量大,需采用貴金屬催化劑和裝設熱回收裝置,費用高,以及還原劑發生氧化反應時導致催化劑層溫度急劇升高,工藝操作復雜,因此逐漸被淘汰,多改用選擇性催化還原法。
              3、選擇性非催化還原法SNCR。該法是在無催化劑作用下,利用NH 3或尿素((NH 2) 2 CO) 等氨基還原劑,在950~1050℃這一狹窄的溫度范圍內,可選擇性地還原煙氣中的NOx,而基本上不與煙氣中O 2 反應。SNCR技術的關鍵是對溫度的控制。溫度過高,NH3氧化為NO的量增加,導致NOx排放濃度增大,低于900℃時,NH3的反應不完全,還原劑耗量增加。煙氣中O2、CO濃度增加,最佳反應溫度向低溫移動,且范圍變窄,而S02濃度增加時,反應溫度則向高溫移動且范圍變寬。此外,要注意NOx還原不完全時會產生有毒的N2O。
              在鍋爐中的相應溫度區噴入還原劑,并保證與煙氣良好混合,否則未充分反應的NH3遇到SO 3會生成(NH 4) 2SO 4,易造成空氣預熱器堵塞,并有腐蝕危險。SNCR法不需要催化劑,還原劑不與O 2反應,使催化床溫度較低,避免了NSCR法的一些技術問題,但還原劑耗量大,NOx脫除率低,一般為30%~50%,有報道達60%~80%。
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