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        脫硝技術

        常見的脫硝技術中,根據氮氧化物的形成機理,降氮減排的技術措施可以分為兩大類:


        一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術措施:①采用低氮燃燒器;②分解爐和管道內的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,采用礦化劑,降低熟料燒成溫度。


        另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx,其技術措施:①“分級燃燒 SNCR”,國內已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),目前歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯合脫硝技術,國內水泥脫硝還沒有成功經驗;④生物脫硝技術(正處于研發階段)。

        國內的脫硝技術,尚屬探索示范階段,還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行是否可靠?脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。


        脫硝技術具體可以分為:


        燃燒前脫硝: (1)加氫脫硝、(2)洗選


        燃燒中脫硝:(1)低溫燃燒、(2) 低氧燃燒、(3)FBC燃燒技術、(4)采用低NOx燃燒器、(5)煤粉濃淡分離、(6)煙氣再循環技術

        燃燒后脫硝:(1)選擇性非催化還原脫硝(SNCR)、(2) 選擇性催化還原脫硝(SCR)、(3)活性炭吸附、(4)電子束脫硝技術


        其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達 25%~40% ,對小型機組可達 80%。由于該法受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小,適合老廠改造,新廠可以根據鍋爐設計配合使用。


        而選擇性催化還原技術(SCR) 是目前成熟的煙氣脫硝技術, 它是一種爐后脫硝方法,早由日本于 20 世紀 60~70 年代后期完成商業運行,是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與 NOx 反應生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故稱為“選擇性”。目前世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法 SCR 2種。此 2種方法都是利用氨對NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的 N2和水 ,還原劑為 NH3。

         目前,在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分,制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃~590℃)、中溫催化劑(260℃~380℃)和低溫催化劑(80℃~300℃),不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低,催化劑的活性會降低,導致脫硝效率下降,且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生永遠性損壞;如果反應溫度過高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,還會引起催化劑材料的相變,使催化劑的活性退化。目前,國內外SCR系統大多采用高溫催化劑,反應溫度區間為315℃~400℃。該方法在實際應用中的優缺點如下。

        優點:該法脫硝效率高,價格相對低廉,目前廣泛應用在國內外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術。


         

        缺點:燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大幅增加, 并與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現象也不容忽視。


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