烟气脱硝的方法
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。
2023-12-28 广告
烟气脱硝的方法主要包括:
酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、离子体活化法等。
中文名称:烟气脱硝
英文名称:De-NOx (Denitration)。
定义:燃烧烟气中去除氮氧化物的过程 。
烟气脱硝特点:
高效除尘、脱硫、脱氮、脱汞一体化技术装备的微分捕获微分处理系统,高于传统技术三个吸收塔的串联叠加,接近于百分百脱除效率的根本,在于能够同时采用三种不同性质的循环工质循环。
出厂标准严格执行GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》,即烟尘PM1.0≤20mg/m,二氧化硫SOx≤50mg/m,氮氧化物NOx≤100mg/m,金属汞Hg含量≤0.03mg/m,或者是达到业主的要求。
吸收塔使用寿命大于30年,保修三年,没有跑、冒、滴、漏、渗、堵现象发生。三台耐酸、耐碱、耐摩擦工质循环泵,以及其它标准件的保修时间,按照其相应行业标准执行。
燃煤含硫量低于3%以及粉尘量大的用户,基本不需要特别添加熟石灰类物质作为脱硫剂、脱硝剂。烟气含硫量高、粉尘量大和需要处理的污水量愈大,愈发能够体现所拥有的优点和优势。
2016-07-02
运行稳定可靠,脱硫效率高。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出,减少了二次污染;缺点是脱硫效率低,设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2,所用设备比较简单,操作容易,脱硫效率高;但脱硫后烟气温度较低,设备的腐蚀较干法严重。
石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石(石灰)湿法脱硫技术由于吸收剂价廉易得,在湿法FGD领域得到广泛的应用。
以石灰石为吸收剂反应机理为:
吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-
溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-
中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32- +1/2O2→SO42-
结晶:Ca2++SO32- +1/2H2O →CaSO3·1/2H2O(s)
该工艺的特点是脱硫效率高(>95%)、吸收剂利用率高(>90%)、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低(一般<1.05)
、脱硫石膏可以综合利用等。缺点是基建投资费用高、水消耗大、脱硫废水具有腐蚀性等。
海水烟气脱硫海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。脱硫过程不需要添加任何化学药剂,也不产生固体废弃物,脱硫效率>92%,运行及维护费用较低。烟气经除尘器除尘后,由增压风机送入气-气换热器降温,然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内,与来自循环冷却系统的大量海水接触,烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除,海水经氧化后排放。脱除二氧化硫后的烟气经换热器升温,由烟道排放。
海水烟气脱硫工艺受地域限制,仅适用于有丰富海水资源的工程,特别适用于海水作循环冷却水的火电厂,但需要妥善解决吸收塔内部、吸收塔排水管沟及其后部烟道、烟囱、曝气池和曝气装置的防腐问题。其工艺流程见图1。
喷雾干燥工艺喷雾干燥工艺(SDA)是一种半干法烟气脱硫技术,其市场占有率仅次于湿法。该法是将吸收剂浆液Ca(OH)2在反应塔内喷雾,雾滴在吸收烟气中SO2的同时被热烟气蒸发,生成固体并由除尘器捕集。当钙硫比为1.3~1.6时,脱硫效率可达80%~90%。半干法FGD技术兼干法与湿法的一般特点。其主要缺点是利用消石灰乳作为吸收剂,系统易结垢和堵塞,而且需要专门设备进行吸收剂的制备,因而投资费用偏大;脱硫效率和吸收剂利用率也不如石灰石/石膏法高。
喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上应用较多。国内于1990年1月在白马电厂建成了一套中型试验装置。后来许多机组也采用此脱硫工艺,技术已基本成熟。
电子束烟气脱硫工艺(EBA法)电子束辐射技术脱硫工艺是一种干法脱硫技术,是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。该工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气,经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔,在冷却塔内喷射冷却水,将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70℃)。烟气的露点通常约为50℃。通过冷却塔后的烟气流进反应器,注入接近化学计量比的氨气、压缩空气和软水混合喷入,加入氨的量取决于SOx和NOx浓度,经过电子束照射后,SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应,生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。脱硫率可达90%以上,脱硝率可达80%以上。此外,还可采用钠基、镁基和氨作吸收剂,一般反应所生成的硫酸铵和硝酸铵混合微粒被副成品集尘器分离和捕集,经过净化的烟气升压后向大气排放。
2016-09-20
1、
脱硝工艺介绍
氮氧化物(NOx)是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体,它不仅刺激人的呼吸系统,损害动植物,破坏臭氧层,而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一
。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格,而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源,其减排更是受到格外的重视。
目前全世界降低电厂锅炉NOX排放行之有效的主要方法大致可分为以下四种:
(1)低氮燃烧技术,即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成,主要适用于大型燃煤锅炉等;低NOX燃烧技术只能降低
NOX 排放值的30~50%,要进一步降低NOX 的排放, 必须采用烟气脱硝技术。
(2)选择性催化还原技术(SCR, Selective
Catalytic
Reduction),主要用于大型燃煤锅炉,是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的;
(3)选择性非催化还原技术(SNCR,Selective
Non-Catalytic
Reduction),主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉,技术成熟,但其效率低于SCR法;投资小,建设周期短。
(4)选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术(SNCR),主要用于大型燃煤锅炉低NOx排放和场地受限情况,也比较适合于旧锅炉改造项目。
信成公司将采用选择性非催化还原法(SNCR)技术来降低电厂锅炉NOx排放。为此,将电厂SNCR脱硝法介绍如下:
2、选择性非催化还原法(SNCR)技术介绍
1)
SNCR脱硝简述
SNCR 脱硝技术是一种较为成熟的商业性 NOx控制处理技术。SNCR 脱硝方法主要是将还原剂在850~1150 ℃ 温度区域喷入含
NOx 的燃烧产物中, 发生还原反应脱除 NOx , 生成氮气和水。SNCR 脱硝在实验室试验中可达到 90%以上的 NOx脱除率。在大型锅炉应用上,
短期示范期间能达到75%的脱硝效率。SNCR 脱硝技术是 20世纪 70 年代中期在日本的一些燃油、燃气电厂开始应用的, 80
年代末欧盟国家一些燃煤电厂也开始了SNCR 脱硝技术的工业应用, 美国 90 年代初开始应用 SNCR 脱硝技术, 目前世界上燃煤电厂SNCR
脱硝工艺的总装机容量在 2GW 以上。
本工程SNCR 脱硝系统选用的脱硝剂是氨水。将氨水稀释成一定比例的稀氨水, 用输送泵送至炉前喷枪。
2)
SNCR工作原理
选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺是将含有 NHx 基的还原剂(如氨气、
氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为850℃-1150℃的区域,还原剂通过安装在屏式过热器区域的喷枪喷入,该还原剂迅速热分解成 NH3和其它副产物,随后 NH3
与烟气中的 NOx 进行 SNCR 反应而生成
N2和H2O。
3)SNCR系统组成
本方案采用典型的SNCR脱硝工艺,其系统主要由本系统主要包括:卸氨模块(还原剂制备模块)、还原剂储存模块、浓度调整(稀释)模块、计量分配模块、喷射模块以及SNCR控制模块等六部分组成。
4)SNCR工艺流程
SNCR的典型工艺流程为:还原剂—>锅炉/窑炉(反应器)—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱。还原剂以氨水(尿素溶液)为主,20%氨水溶液(或尿素需增加制备模块制成尿素溶液)经输送化工泵送至静态混合器,与稀释水模块送过来的软化水进行定量的混合配比,通过计量分配装置精确分配到每个喷枪,然后经过喷枪喷入炉膛,实现脱硝反应。如下图所示:
向左转|向右转
5)SNCR反应过程
1、NH3 作为还原剂:
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
2、尿素作为还原剂:
CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O
CO(NH2)2+ H2O—>2NH3+CO2
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
6) SNCR技术特点
SNCR技术特点:
1、脱硝效率可达75%。
2、氨逃逸较高8~12ppm。
3、系统简单,投资省。
4、无催化剂,运行费用省。
5、占地面积小。
SNCR技术投资成本低,建设周期短,脱硝效率中等,比较适用于缺少资金的发展中国家和适用于对现有中小型锅炉的改造。这种技术的不足之处就是 NOx的脱除效率不高,氨逃逸比较高。所以单独使用 SNCR技术受到了一些限制。但对于中小型机组或老机组改造,由于它在经济性能方面的优势,仍不失其吸引力。
SNCR法不使用催化剂,采用炉膛喷射脱硝,氨还原NOx在850-1150℃这一狭窄温度范围内进行。喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。若喷入的氨未充分反应,则泄漏的氨会影响锅炉炉尾部受热面,不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面,且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨,易堵塞空气预热器,并有腐蚀危险。
目前,国外对 SNCR的研究除了进一步提高其效率和安全性之外,另一个重点是对 SNCR和其它脱硝技术的联合应用的研究。
7)工艺流程简图(氨水或尿素为还原剂)
向左转|向右转
3 SNCR工艺的经济性分析
SNCR工艺以锅炉炉膛为反应器,可通过对锅炉外围的改造来实现对烟气的脱硝,工程建设周期短,其投资成本和运行成本与其它脱硝技术相比都是比较低的,因此非常适合对现有锅炉进行改造,特别适合于中小型锅炉的脱硝改造。一方面在较低投资条件下有效提高了脱硝的效率,另一方面,也很好的控制了氨逃逸,为国家环保事业做出了贡献。
4、氨水泄漏等安全防护措施
4.1浓氨水对人体的危害及防范措施和处理
氨水对人体的侵入途径为吸入和食入,吸入后对鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、气短和哮喘等;可因喉头水肿而窒息死亡;可发生肺水肿,引起死亡。氨水溅入眼内,如不采取急救措施,可造成角膜溃疡、穿孔,并进一步引起眼内炎症,最终导致眼球萎缩失明。皮肤接触可致灼伤。慢性影响,反复低浓度接触,可引起支气管炎。皮肤反复接触,可致皮炎,表现为皮肤干燥、痒、发红。
防护措施:呼吸系统防护,可能接触其蒸气时,应该佩戴防毒面具;紧急事态抢救或逃生时,建议佩戴自给式呼吸器。眼睛防护,戴化学安全防护眼睛。穿防护服,戴防化学品手套。工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣,保持良好的卫生习惯。
一旦氨水沾污皮肤,先用清水或2%的食醋液冲洗,至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。若皮肤局部出现红肿、水泡,可用2%食醋液冲洗。如果眼睛接触,立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15 分钟。或用3%硼酸溶液冲洗,立即就医。如果吸入,迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸畅通。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸,就医。若鼻粘膜受到强烈的刺激,可滴入1%的麻黄素溶液,重者应吸入糜蛋白酶。误服者立即漱口,口服稀释的醋或柠檬汁,就医。
4.2、泄漏应急处理
泄漏量较大,应停运脱硝系统。疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,在明显处张贴通告,告知其他人本区域有氨泄漏。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。用大量水冲洗,经稀释的氨水放入废水系统。用沙土、石头或其它惰性材料吸收,然后以少量加入大量水中,调节至中性,再放入废水系统。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。应采用便携式氨检测器,检查并确认空气中的氨浓度低于20ppm。
4.3、氨区管理要求
a、氨区周围墙完整,并挂有“严禁烟火”等明显的警告标示牌。氨区内要保持清洁,不准储存其它易燃品和堆放杂物,不准搭建临时建筑。
b、氨区周围消防通道要保持畅通。禁止任何车辆进入氨区。
c、氨区必须配备足够数量的灭火器,氨罐喷淋系统要定期进行检查试验。灭火器要定期进行检验,发现失效要及时更换。
d、在氨区进行作业的人员必须持有上岗证,应充分掌握氨区系统设备并了解氨气的性质和有关的防火、防爆规定,向作业人员提供安全防护装置(防护手套、护目镜、能过滤氨的面罩、防护服等)并定期维护。
e、在现场应备有洗眼、快速冲洗装置。
f、氨区卸氨时要有专人就地检查,发现跑、冒、漏立即进行处理。严禁在雷雨天和附近地区发生火警时进行卸氨工作。