選擇性非催化還原法SNCR脫硝系統(tǒng)是目前主要的脫硝技術(shù)之一,在爐膛850~1050℃狹窄的溫度范圍內(nèi),在爐膛內(nèi)煙氣適宜處均勻噴入氨或尿素等氨基還原劑,還原劑在爐中迅速分解,與煙氣中的NOX反應(yīng)生產(chǎn)N2和H2O,而基本不與煙氣中的氧氣發(fā)生作用的技術(shù)。SNCR脫硝方法主要是將還原劑在850~1150℃溫度區(qū)域噴入含NOx的燃燒產(chǎn)物中,發(fā)生還原反應(yīng)脫除NOx,生成氮氣和水。SNCR脫硝在實驗室試驗中可達到90%以上的NOx脫除率。在大型鍋爐應(yīng)用上,短期示范期間能達到75%的脫硝效率。SNCR的典型工藝流程為:還原劑—>鍋爐/窯爐(反應(yīng)器)—>除塵脫硫裝置—>引風(fēng)機—>煙囪。還原劑以氨水(尿素溶液)為主,20%氨水溶液(或尿素需增加制備模塊制成尿素溶液)經(jīng)輸送化工泵送至靜態(tài)混合器,與稀釋水模塊送過來的軟化水進行定量的混合配比,通過計量分配裝置精確分配到每個噴槍,然后經(jīng)過噴槍噴入爐膛,實現(xiàn)脫硝反應(yīng)。SNCR脫硝系統(tǒng)投資成本低,建設(shè)周期短,脫硝效率中等,比較適用于缺少資金的發(fā)展中國家和適用于對現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。脫硝廠家認(rèn)為這種技術(shù)的不足之處就是NOx的脫除效率不高,氨逃逸比較高。所以單獨使用SNCR技術(shù)受到了一些限制。但對于中小型機組或老機組改造。SCR的脫硝效率可以達到97%;山東脫硝解決方案
V對生態(tài)環(huán)境有0作用,不利于V基催化劑的未來發(fā)展。因為環(huán)境法規(guī)的嚴(yán)格要求,包括工業(yè)NOx的排放標(biāo)準(zhǔn)要求、柴油發(fā)動機NOx排放限值要求等,需要SCR脫硝催化劑毒性更低、溫度窗口更寬以及低溫活性更好。因此,低溫高效、性能穩(wěn)定、對環(huán)境無0作用的低溫SCR脫硝催化劑已成為研究熱點。1低溫SCR脫硝催化劑Mn基低溫SCR脫硝催化劑由于錳的價態(tài)分布較廣,不同價態(tài)的錳之間能相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生氧化還原性,促進NH3選擇性還原NO從而促進SCR反應(yīng)的進行。Kapteijn等對單組分的MnOx做了深入的研究,制備了不同價態(tài)的純MnOx,研究了不同價態(tài)的Mn的催化活性的差異。結(jié)果表明,在低溫環(huán)境中,選用NH3作為還原劑進行SCR反應(yīng),得到結(jié)論MnO2>Mn5O8>Mn2O3>Mn3O4>MnO,證明MnOx中Mn元素的價態(tài)對催化劑活性有很大影響。單組分的Mn基催化劑雖然反應(yīng)溫度低,催化效率高,但是由于在低溫條件下對N2的選擇性差,對SO2和H2O的抵抗性能較差,容易在煙氣中失活。為了解決單組分Mn基催化劑的缺點,近年來研究人員將其他金屬元素?fù)诫s到單組分Mn基催化劑中,形成復(fù)合Mn基催化劑。陳志航等采用檸檬酸法制備了一系列鉻錳復(fù)合氧化物催化劑,考察了鉻錳摩爾比對反應(yīng)活性的影響。實驗結(jié)果表明。SNCR脫硝定制SNCR系統(tǒng)主要有氨水卸車和儲存、輸送和加壓、霧化、控制等模塊組成;
SNCR脫硝技術(shù)SNCR脫硝技術(shù)即選擇性非催化還原(SelectiveNon-CatalyticReduction,以下簡寫為SNCR)技術(shù),是一種不用催化劑,在850~1100℃的溫度范圍內(nèi),將含氨基的還原劑(如氨水,尿素溶液等)噴入爐內(nèi),將煙氣中的NOx還原脫除,生成氮氣和水的清潔脫硝技術(shù)。在合適的溫度區(qū)域,且氨水作為還原劑時,其反應(yīng)方程式為:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(1)然而,當(dāng)溫度過高時,也會發(fā)生如下副反應(yīng):4NH3+5O2→4NO+6H2O(2)SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%~80%,受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù),目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。SNCR脫硝原理SNCR技術(shù)脫硝原理為:在850~1100℃范圍內(nèi),NH3或尿素還原NOx的主要反應(yīng)為:NH3為還原劑:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O尿素為還原劑:NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2OSNCR脫硝系統(tǒng)組成:SNCR(噴氨)系統(tǒng)主要由卸氨系統(tǒng)、罐區(qū)、加壓泵及其控制系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、分配與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)等組成。SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成:接收和儲存還原劑;在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑;還原劑的計量輸出、與水混合稀釋;還原劑與煙氣混合進行脫硝反應(yīng)。SNCR脫硝工藝流程如圖(二)所示。
鍋爐燃用低熱值高灰分燃料,尾部灰濃度遠高于煤粉鍋爐,會造成SCR反應(yīng)器催化劑磨損嚴(yán)重、使用壽命降低,將使運行費用增加較大;省煤器后煙溫較煤粉爐低,設(shè)計310℃左右為SCR脫硝反應(yīng)的溫度下限,不利于SCR反應(yīng)器提高脫硝效率;由于催化劑的加入會將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應(yīng)生成硫酸氨和硫酸氫銨,易造成空預(yù)器積灰堵塞和腐蝕且系統(tǒng)阻力增加較大,影響機組運行安全。鑒于以上因素,不考慮采用SCR或者SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝。脫硝工藝的選擇:煙氣脫硝技術(shù)比較(福建地區(qū))SNCR適用于CFB機組,首先其爐膛出口溫度一般在850~1000℃區(qū)間內(nèi),在SNCR工藝高效“溫度窗”內(nèi);其次燃燒后煙氣分三股分別經(jīng)過分離器,在分離器內(nèi)劇烈混合且停留時間超過,為SNCR工藝提供了天然的優(yōu)良反應(yīng)器;***由于CFB燃燒技術(shù)是一種低NOX燃燒技術(shù),CFB鍋爐出口NOX濃度較低,再通過SNCR工藝,可確保出口濃度達到環(huán)保要求;此外SNCR工藝投資和運行費用都低于SCR工藝,工業(yè)試驗和國外運行經(jīng)驗均表明SNCR系統(tǒng)用于CFB鍋爐,設(shè)計合理可達50%以上脫硝效率,氨逃逸可低于8ppm。綜合比較認(rèn)為:采用SNCR脫硝技術(shù),對該項目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小。脫硝系統(tǒng)已經(jīng)進入精細(xì)化、數(shù)據(jù)化、全自動化階段;
SNCR脫硝工藝技術(shù)系統(tǒng)簡單、占地面積少、技術(shù)成熟、一次性投資少、運行費用低、操作方便、還原劑選擇范圍較廣、不需要任何催化劑、無SO2/SO3轉(zhuǎn)化率問題、不增加煙氣阻力、無二次污染、施工周期短、脫硝設(shè)備故障或檢修時,鍋爐和發(fā)電機組完全可以正常運行,對鍋爐機組的運行影響甚小,適用于電廠老機組改造,是一種經(jīng)濟實用的脫硝技術(shù)。3循環(huán)流化床鍋爐選擇SNCR脫硝技術(shù)的可行性隨著環(huán)保要求的不斷提高循環(huán)流化床鍋爐采用SNCR技術(shù)基本可以滿足當(dāng)今嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,SNCR技術(shù)**大NOx脫除率可達70%-80%。從滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)及投資角度考慮,SNCR作為一種經(jīng)濟實用的脫硝技術(shù)得到了***的推廣和應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐具有一個非常有效的還原劑噴入點和混合反應(yīng)器-旋風(fēng)分離器。分離器內(nèi)的煙氣擾動強烈,十分利于實現(xiàn)噴入的還原劑和煙氣之間迅速而均勻地混合,分離器內(nèi)氣體流動路徑較長,還原劑在反應(yīng)區(qū)獲得較長停留時間;SNCR反應(yīng)溫度窗口和爐膛煙氣出口溫度的范圍比較吻合,不會出現(xiàn)NH3氧化反應(yīng)問題。這些優(yōu)點使循環(huán)流化床鍋爐的SNCR系統(tǒng)可以取得50%-80%的實際脫硝效率,根據(jù)燃料不同,循環(huán)流化床鍋爐采用SNCR技術(shù),一般NOX排放控制在30-150ppm。SCR脫硝工藝的反應(yīng)溫度取決于催化劑的性能,一般在170~400℃之間;尿素脫硝配件
還原劑消耗量主要通過流量計進行統(tǒng)計;山東脫硝解決方案
一、NO、脫除效率脫硝效率是脫硝系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。在實際工程中通過反應(yīng)器進出口的N0x分析儀表測量N0x的濃度,經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計算比較后將信號反饋給氨流量調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)閥根據(jù)反饋信號來控制噴入煙道中的氨量,從而保證設(shè)計的脫硝效率。二、氨逃逸率SCR系統(tǒng)在正常運行時,噴入反應(yīng)器內(nèi)的氨不能100%地與N0,進行反應(yīng),未參加化學(xué)反應(yīng)的氨會隨煙氣或飛灰從反應(yīng)器的出口被帶入下游的空氣預(yù)熱器,這種現(xiàn)象稱為氨的逃逸。通常所說的氨逃逸率是指反應(yīng)器出口煙氣中氨的濃度(ppm),轉(zhuǎn)換成6%氧量、標(biāo)態(tài)、干基的數(shù)值。氨逃逸率也是脫硝系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。在實際工程中氨的逃逸量可以用氨的分析儀在反應(yīng)器的出口測量得出,也可以通過脫硝效率經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計算得到。通常氨逃逸率越小越好,因為煙氣中殘余的NH3會與SO3反應(yīng)生成NH4HS03,這是一種很粘的物質(zhì),附著在空氣預(yù)熱器表面,影響空氣預(yù)熱器的效率。另外多余的NH3進入大氣,也是對空氣的污染。高含塵量布置的SCR系統(tǒng)氨的逃逸率一般小于5ppm。三、煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的空間速度空間速度是SCR的一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù),它是煙氣體積流量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濕煙氣)與SCR反應(yīng)塔中催化劑體積的比值。山東脫硝解決方案
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