SCR煙氣脫硝技術(shù)簡(jiǎn)介與應(yīng)用
近幾年來選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)(SCR)發(fā)展較快,在歐洲和日本得到了廣泛的應(yīng)用,目前氨催化還原煙氣脫硝技術(shù)是應(yīng)用最多的技術(shù)。
1)SCR脫硝反應(yīng)
SCR脫硝系統(tǒng)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑、利用催化劑將煙氣中的NOX轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?。在通常的設(shè)計(jì)中,使用液態(tài)無水氨或氨水(氨的水溶液),無論以何種形式使用氨,首先使氨蒸發(fā),然后氨和稀釋空氣或煙氣混合,最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。
在SCR反應(yīng)器內(nèi),NO通過以下反應(yīng)被還原:
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí),反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的NOX濃度的5%,NO2參與的反應(yīng)如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。
在絕大多數(shù)鍋爐及水泥窖中的煙氣中,NO2僅占NOX總量的一小部分,因此NO2的影響并不顯著。
SCR系統(tǒng)NOX脫除效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來說,對(duì)于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量就會(huì)增加,為了維持需要的NOX脫除率,就必須增加反應(yīng)器中NH3/NOX摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時(shí)間稱為催化劑壽命。
2)SCR技術(shù)主要影響因素
在SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,最重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO2濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。
?。?)煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù),在電力燃煤鍋爐脫硝使用的催化劑,一般在300℃~430℃。而鍋爐及水泥窖出口煙氣的溫度要小于這一數(shù)值。
?。?)煙氣流速、煙氣流速直接影響NH3與NOX的混合程度,需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證NH3與NOX充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行。
?。?)當(dāng)氧濃度增加催化劑性能提高到達(dá)到漸近值,但氧濃度不能過高,一般控制在2%~3%。
(4)氨逃逸是影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行的另一個(gè)重要參數(shù),實(shí)際生產(chǎn)中通常是多于理論需要量的氨被噴射進(jìn)入系統(tǒng),反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為逃逸,NOX 脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加,在某一個(gè)氨逃逸量后達(dá)到一個(gè)漸進(jìn)值。
?。?)水蒸汽濃度的增加使催化劑性能下降,催化劑鈍化失效也不利于SCR系統(tǒng)的正常運(yùn)行,必須加以有效控制。
3)SCR在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
我司在脫硫脫硝事業(yè)上,充分與清華大學(xué),東南大學(xué)和遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保展開密切合作,借助其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和研發(fā)力量,成功研發(fā)了擁有我司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型SCR脫硝系統(tǒng)。我司新型SCR脫硝系統(tǒng)主要有以下幾方面技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
?。?)煙氣溫度:我司在這正常省煤器后接SCR脫硝設(shè)備,我司的煙氣熱交換系統(tǒng)阻力小,不易堵,便于檢修,熱交換效率高;此技術(shù)獲得了實(shí)用新型發(fā)明專利。最大限度的滿足催化劑使用的溫度要求。
?。?)氨氣均勻噴入+煙氣混合器(氣流引流+導(dǎo)流裝置):確保還原劑氣體均勻通過催化還原的催化劑層;材質(zhì)為:不小于316L的鋼不銹鋼管材,Cr40的板材。此技術(shù)獲得了實(shí)用新型發(fā)明專利。
(3)脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑層的防堵,防結(jié)垢裝置;采用新型吹灰裝置,避免粉塵堵塞催化劑。使用此設(shè)備,催化劑堵塞的現(xiàn)象下降了80%。此技術(shù)獲得了實(shí)用新型發(fā)明專利。
?。?)脫硝反應(yīng)罐的智能防爆系統(tǒng);氨與空氣的混合比例應(yīng)符合防焊規(guī)定,一般氨氣濃度(體積百分比)不大于5%,采用在氨可能的泄漏點(diǎn)及重要部位,安裝檢測(cè)及自吸式引導(dǎo)空氣管,減低氨氣局部逃逸的不安全因素,同時(shí)進(jìn)行緊急噴淋設(shè)備??刂葡到y(tǒng)向總控室報(bào)警,氨區(qū)報(bào)警指示燈亮。
?。?)氨存儲(chǔ)區(qū)和制備區(qū)自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警及噴淋系統(tǒng)。
?。?)結(jié)合目前市場(chǎng)上的脫硝反應(yīng)器的現(xiàn)狀,我司設(shè)計(jì)了新型脫硝反應(yīng)器,他具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于檢修,工藝合理,占地面積小,脫硝效率高等優(yōu)點(diǎn),具前已審請(qǐng)國家發(fā)明專利。
小結(jié):現(xiàn)有的脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全能夠滿足國家環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn),滿足用戶的需要。并為用戶著想,盡可能減少用戶的每一分投資,且達(dá)到國家環(huán)保要求?!皬拿考∈伦銎穑ψ尶蛻舾袆?dòng)”是紫光人辦事理念。希望用我們的誠心,信心給所有的用戶一個(gè)滿意的答復(fù)。
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