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SNCR煙氣脫硝設(shè)備尿素脫硝系統(tǒng)工藝
燃煤電站NO的產(chǎn)生機(jī)理及其影響因素,燃燒過程中NQ.的生成機(jī)理比350,要復(fù)雜得多,煙氣中NO,的濃度也不像30.那樣可由然的含硫量計(jì)算得出,N0.的生產(chǎn)量與燃燒
方式特別是燃燒溫度,過量散空氣系數(shù)和解(話易購?fù)A魰r(shí)間等因素密切相關(guān),研究燃燒過程的NO.生成機(jī)理對(duì)有效抑制它的產(chǎn)生具有重要意義。目前,燃煤電站按常規(guī)燃燒方式產(chǎn)生的NO,主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(N0)及少量N2O等,其中NO
占90%以上,NO2占5%~10%。因此,NO.的生成量與排放量主要取決于NO。根據(jù)NO.生成機(jī)理,煤炭燃燒產(chǎn)生NO。的主要機(jī)理有以下三個(gè)方面:
(1)燃料型NO,(FuelNO。),是由燃料中氮化物熱分解產(chǎn)生的;
(2)快速型或瞬時(shí)型NO,(Prompt NO。),是由空氣中的N2與燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)反應(yīng)生成的;
(3)熱力型NO。(Thermal NO,),是由空氣中N2在高溫下氧化生成的。燃燒過程中產(chǎn)生何種類型的NO。決定于燃料(組成和氮分含量)、鍋爐(形式和運(yùn)行條件)等因素,常用化石燃料在一般鍋爐工況下產(chǎn)生的NO。鍋爐燃煤產(chǎn)生的NO。以燃料型為主;燃用天然氣時(shí),以熱力型為主;燃油時(shí),情況介于兩者之間,重油含氮量高,則燃料型NO.居多,輕油含氮量低,則熱力型N0.居多。對(duì)于燃煤電站煙氣中NO_的生成,上述三種機(jī)理類型的NO,均有,燃煤電站燃燒過程中三種機(jī)理對(duì)NO,生成量的貢獻(xiàn),在燃燒溫度低于500℃時(shí),煙氣中的NO.絕大多數(shù)屬于燃料型的NO.,熱力型和快速型的量相對(duì)較少,因此采取相關(guān)措施有效控制燃料型NO.的產(chǎn)生就能控制煙氣中NO.的含量。下一節(jié)將對(duì)影響燃煤電站NO生成的因素進(jìn)行進(jìn)一步說明。
燃煤電站煙氣中NO,排放量的控制技術(shù),燃燒后居對(duì)NO.排放量的控制技術(shù)主要是指煙氣脫硝凈化技術(shù),即把已生成的NO.還原,從而脫除煙氣中的NO,按治理工藝可分
為濕法脫確和干法脫確。有工業(yè)業(yè)績的脫確技術(shù)主要包括酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、吸附法、等離子體huo化法等。此外,近十幾年來國內(nèi)外一些科研人員還開發(fā)了用微生物來處理含NO,廢氣的方法,成為研究的熱點(diǎn)。
(一)濕法煙氣脫硝技術(shù)
濕法煙氣脫硝是利用液體吸收劑將NO.溶解的原理來凈化燃煤煙氣的,其大的障礙是
NO很難溶于水,往往要求將NO首先氧化為NO2,為此一般先將NO通過與氧化劑03、
ClO,或KMnO,反應(yīng),氧化生成NO2,然后NO,被水或堿性溶液吸收,實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。
(二)干法脫硝技術(shù)
與濕法煙氣脫硝技術(shù)相比,干法煙氣脫硝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:基本投資低,設(shè)備及工藝
過程簡單,脫除NO。的效率也較高,無廢水和廢棄物處理,不易造成二次污染,目前有工程應(yīng)用的主要技術(shù)有選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術(shù)、選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術(shù)、電子束治理技術(shù)等。選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術(shù)SCR技術(shù)的催化劑費(fèi)用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的50%~60%,其運(yùn)行成本在很大
得度上受催化劑壽ming的影響,選擇性非催化氧化還原法(Selective Non-Catalytic Reduction,
ANCR)應(yīng)運(yùn)而生。其基本原理是把含有NH,基的還原劑(如氨、尿素、氨水、碳酸氫銨)噴入爐膛溫度為800~1200℃這一狹窄的溫度范圍區(qū)域,在沒有催化劑的情況下,該還原劑迅速熱分解或揮發(fā)成NH3并與煙氣中的NO,進(jìn)行反應(yīng),使得NO,還原成N2和H20,而且基本上不與02發(fā)生作用。
SNCR法的還原劑可以是NH3、尿素或其他氨基,其反應(yīng)機(jī)理也較復(fù)雜。當(dāng)以尿素為還
原劑時(shí),其反應(yīng)方程式可簡單表示為H?NCONH2+2NO+1/202=-2N2+CO2+2H20
同 SCR工藝類似,SNCR工藝的NO,的脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3與NO,的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等。研究表明,SNCR工藝的溫度控制zhi關(guān)重要,若溫度過低,NH3的反應(yīng)不wan全,容易造成NH3泄漏;而溫度過高,NH3則容易被氧化為NO,抵消了NH,的脫除xiao果。溫度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致還原劑損失和NO,脫除效率下降。通常,煤粉爐設(shè)計(jì)合理的SNCR工藝能達(dá)到0%~50%的脫除效率,循環(huán)流化床鍋爐SNCR系統(tǒng)的效率可以大于50%。