大氣污染控制工程：第六章 氮氧化物控制技術(shù)(2)

1、氮氧化物控制技術(shù)(2)第六章第四節(jié) 煙氣脫硝技術(shù)脫硝技術(shù)的難點(diǎn)處理煙氣體積大NOx濃度相當(dāng)?shù)蚇Ox的總量相對較大催化劑：貴金屬、堿性金屬氧化物還原反應(yīng)潛在氧化反應(yīng)煙氣脫硝技術(shù)-選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術(shù)-選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術(shù)-選擇性催化還原法（SCR）尿素或氨基化合物作為還原劑，較高反應(yīng)溫度化學(xué)反應(yīng)同樣，需要控制溫度避免潛在氧化反應(yīng)發(fā)生煙氣脫硝技術(shù)-選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝技術(shù)-選擇性非催化還原法（SNCR）8選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，以下簡稱為SCR）技術(shù)是目前降低NOx 排放量最為高效，且是國內(nèi)外

2、應(yīng)用最多最成熟的技術(shù)，脫硝率可達(dá)80以上。SCR煙氣脫硝系統(tǒng)采用氨氣作為還原劑。SCR反應(yīng)器的布置位置：高溫高塵、高溫低塵、低溫低塵。選擇性催化還原技術(shù)（SCR）9NH3先被催化劑表面活性面吸收后，然后與NOx發(fā)生還原反應(yīng)生成N2和H2O。主要化學(xué)反應(yīng)： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O NO+NO2+2NH32N2+3H2O 選擇性催化還原技術(shù)（SCR）10SCR系統(tǒng)工藝流程11三種還原劑對比還原劑優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)液氨單位用量下儲存體積小，技術(shù)成熟，系統(tǒng)相對簡單，能耗較低，設(shè)備投資低。液氨屬于危險化學(xué)品，對運(yùn)輸、儲存要求高，一旦泄露影響較大。氨水液體溢出后的擴(kuò)散范圍小于液氨，濃度范圍容易控

3、制。儲存體積大，蒸發(fā)、儲存設(shè)備成本較高，較大的注入管道。溢出的氨水對人體影響同于液氨。尿素產(chǎn)品無毒無害，無爆炸性，運(yùn)輸、儲存較安全。儲存需考慮產(chǎn)品吸濕性。系統(tǒng)初期投資較大，運(yùn)行成本高，能耗相對較高。12液氨卸料壓縮機(jī)液氨蒸發(fā)器液氨儲罐SCR系統(tǒng)組成氨站13SCR系統(tǒng)組成SCR反應(yīng)區(qū)14SCR系統(tǒng)組成SCR反應(yīng)區(qū)稀釋風(fēng)機(jī)噴氨格柵閥門站噴氨格柵混合器氨/空氣混合技術(shù)：專利號ZL 200920107341.3；有效地使氨與空氣均勻混合；多區(qū)域多孔氨噴射技術(shù)：專利號ZL200920105063.8；能控制噴入的氨與煙氣中的NOx匹配，達(dá)到更好的NOx脫除效果；15蒸汽吹灰器聲波吹灰器反應(yīng)器底部灰斗SC

4、R系統(tǒng)組成SCR反應(yīng)區(qū)靜態(tài)混合器煙氣混合技術(shù)：專利號ZL200820080620.0；能使噴入的氨/空氣混合氣體與煙氣充分混合，有利于NOx的脫除。16SCR系統(tǒng)的物模及數(shù)模脫硝系統(tǒng)物理模型冷態(tài)試驗(yàn)臺脫硝系統(tǒng)數(shù)值模型SCR反應(yīng)器內(nèi)氨濃度噴氨格柵上游煙氣流速分布催化劑入口處氨濃度17 催化劑一般2+1布置初裝2層、預(yù)留1層，共3層布置 催化劑有三種：蜂窩式、板式、波紋板式SCR系統(tǒng)組成催化劑18項(xiàng)目比較催化劑類型蜂窩狀波紋板式板式結(jié)構(gòu)形式加工工藝均勻擠出式覆涂式壓型覆涂式比表面積大小中等防堵灰能力較好一般更好抗中毒能力強(qiáng)中等較強(qiáng)安全性不助燃助燃不助燃持久性好較差好磨損好較差好可靠性好一般好催化劑

5、成本好一般好三種催化劑比較19 由于SCR催化劑的工作條件比較惡劣，所以存在著中毒失效問題，必須定期更換。更換時間根據(jù)具體情況而定，一般一到三年。催化劑性能下降，其主要原因有： 1、由于固體沉積物使微孔堵塞； 2、由于堿性化合物（特別是鉀或重金屬）引起中毒； 催化劑定期更換20SCR工程實(shí)例項(xiàng)目單位數(shù)值處理煙氣量Nm3/h2058545NOx濃度mg/Nm3 450粉塵含量g/Nm3 30煙氣溫度371脫硝效率%80液氨耗量t/h0.306催化劑體積m3524電耗KVA62煙氣脫硝技術(shù)-選擇性非催化還原法（SNCR）22選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）：向煙氣中噴氨水或尿素等含有NH3基的還原

6、劑，在高溫（800-1100）和沒有催化劑的情況下，通過煙道氣流中產(chǎn)生的氨自由基與NOx反應(yīng)，把NOx還原成N2。影響SNCR的主要因素: 正確的溫度窗口 合適溫度范圍內(nèi)的停留時間 良好的混合 氨氮摩爾比選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）23尿素的有效溫度窗口更窄，在8001050之間。氨水的有效范圍寬一些，在7501150，除900外效果均比尿素要好一些。還原劑選擇24SNCR工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 不需要催化劑；設(shè)備簡單；初期投資少；系統(tǒng)簡潔；施工周期較短。缺點(diǎn)： 脫硝效率不高；還原劑耗量較大，運(yùn)行成本較高；對反應(yīng)溫度要求高，需要準(zhǔn)確控制反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度；25SNCR工程實(shí)例項(xiàng) 目數(shù)值鍋爐容量240t

7、/h處理前NOx原始濃度mg/Nm3（標(biāo)況、干態(tài)、6%O2）380SNCR處理后NOx控制濃度 mg/Nm3（標(biāo)況、干態(tài)、6%O2 ）190旋風(fēng)分離器入口煙氣溫度890氨水（20%濃度）耗量 t/h0.3氨逃逸率 mg/Nm38堿液吸收必須首先將一半以上的NO氧化為NO2NO/NO21效果最佳煙氣脫硝技術(shù)-吸收法吸附劑：活性炭、分子篩、硅膠、含氨泥煤NOx和SO2聯(lián)合控制技術(shù)吸附劑：浸漬碳酸鈉的-Al2O3煙氣脫硝技術(shù)-吸附法LNB-低氮氧化物燃燒AOFA-改進(jìn)的燃盡風(fēng)法SCR-選擇性催化還原SNCR-選擇性非催化還原 NOx控制技術(shù)比較本章重點(diǎn)內(nèi)容1、NOx性質(zhì)及來源2、NOx的生成機(jī)理：熱力型、瞬時型和燃料型3、熱力型NOx生成的熱力學(xué)和動力學(xué)（溫度，濃度對NO