脱硝方法技术比较
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SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于OH、HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显着降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于•OH、•HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。
一、减排氮氧化物社会效益氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一,包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等多种氮的氧化物,燃煤窑炉排放的NOx中绝大部分是NO。
NO的毒性不是很大,但是在大气中NO可以氧化生成NO2。
NO2比较稳定,其毒性是NO的4~5倍。
空气中NO2的含量在3.5×10-6(体积分数)持续1h,就开始对人体有影响;含量为(20~50)×10-6时,对人眼有刺激作用。
含量达到150×10-6时,对人体器官产生强烈的刺激作用。
此外,NOx还导致光化学烟雾和酸雨的形成。
由于大气的氧化性,NOx在大气中可形成硝酸(HNO3)和硝酸盐细颗粒物,同硫酸(H2SO4)和硫酸盐颗粒物一起,易加速区域性酸雨的恶化。
随着我国工业的持续发展,由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出,严重威胁着人民群众的身体健康,成为当前迫切需要解决的环境问题。
2011年全国人大审议通过了“十二五”规划纲要,提出将氮氧化物首次列入约束性指标体系,要求“十二五”期间工业氮氧化物排放减少10%,氮氧化物减排已经成为我国下一阶段污染治理和减排的重点。
二、水泥厂脱硝工艺选择目前,水泥窑NOx控制技术主要包括低氮燃烧器、分级燃烧法、非选择性催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)等,各控制技术的脱氮效率如下表所示:NOx控制技术低NOx燃烧器SCR分级燃烧SNCR脱氮效率10~15%85~90%25~30%50~70%1、低NOx燃烧器目前在国内已经有广泛应用,但其效果受窑工况影响较大,一般NOx 的排放量不能达到预期效果或效果不明显。
低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股,浓相在内,更靠近火焰中心;淡相在外,贴近水冷壁。
浓相在内着火时,火焰温度相对较高,但是氧气比相对较少,故生成的氮氧化物的几率相对减少;淡相在外,氧气比相对较大,但由于距火焰高温区域较远,温度相对较低,故氮氧化物的生成也不会很多。
烟气同时脱硫脱硝的六种方法脱硫脱硝的六种方法:1)活性炭法该工艺主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器内,烟气中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,产生稀硫酸气溶胶,随后由活性炭吸附。
向吸附塔内注入氨,氨与NOx在活性炭催化还原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可进入脱附器中加热再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法WSA-SNOx法是湿式洗涤并脱除NOx技术。
在该工艺中烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3,SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。
采用SNOx技术,SO2和NOx的脱除率可达95%。
SNOx技术除消耗氨气外,不消耗其他的化学品,不产生其他湿法脱硫产生的废水、废弃物等二次污染,不产生石灰石脱硫产生的CO2,不足之处是能耗较大,投资费用较高,而且浓硫酸的储存及运输较困难。
3)NOxSO法在电除尘器(EP)下游设置流化床吸收塔(FB),用硫酸钠浸渍过的γ-Al2O3圆球作为吸收剂,吸收剂吸收NOx、SO2后,在高温下用还原性气体(CO、CH4等)进行还原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射线法高能粒子射线法包括电子束(EBA)工艺和等离子体工艺,原理是利用高能粒子(离子)将烟气中的部分分子电离,形成活性自由基和自由电子等,氧化烟气中的NOx。
这种技术不仅能去除烟气中的NOx 和SO2,还能同时去除重金属等物质。
典型工艺过程依次包括:游离基的产生,脱硫脱硝反应,硫酸铵、硝酸铵的产生。
主要有电子束照射技术和脉冲电晕等离子体技术。
电子束照射技术脱硝率可达到75%以上,不产生废水和废渣。
脉冲电晕等离子体技术可同时脱硫、脱硝和除尘,但是耗能较大,目前对其反应机理还缺乏全面的认识。
5)湿式FGD加金属螯合物法仲兆平等发明了喷射鼓泡法用烟气脱硫脱硝吸收液,包括石灰或石灰石浆液、占石灰或石灰石浆液0.05%~0.5%(质量分数)的水溶性有机酸和占石灰或石灰石浆液0.03%~0.3%(质量分数)的铁系或铜系金属螯合物。
烟气脱硝技术方案的对比烟气脱硝技术是治理大气污染的关键措施之一,能够有效降低烟气中的氮氧化物(NOx)排放,减少对大气的污染。
目前,烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方法。
下面将对这两种技术方案进行对比分析。
首先是SCR技术,它使用催化剂将氨气(NH3)和烟气中的NOx进行催化反应,生成无害的氮气和水。
SCR技术具有高脱硝效率、广泛适用性和成熟的工艺流程等优点。
其污染物排放浓度可在10毫克/立方米以下,脱硝效率可达90%以上。
此外,SCR技术在高温烟气环境下具有较好的稳定性,适用于火电厂、炉窑等大规模烟气脱硝场合。
但SCR技术也存在一些问题。
首先,该技术需要额外添加氨气作为还原剂,增加了运行成本。
其次,SCR催化剂的使用寿命受到积灰、硫酸盐腐蚀等因素的影响,需要定期维护和更换,增加了设备运行的复杂性和费用。
此外,SCR技术对烟气中的氧气含量和温度要求较高,如果不满足要求,会影响脱硝效率。
另一种技术方案是SNCR技术,它通过直接添加氨水(NH4OH)或尿素溶液到烟气中,使其中的NOx在高温下发生非催化还原反应,生成氮气和水。
SNCR技术具有投入成本低、操作简便的特点。
它适用于小型燃煤锅炉、工业炉窑等场合,可以在较短的时间内实现脱硝效果。
然而,SNCR技术也存在问题。
首先,其脱硝效率相对较低,通常在40%至70%之间,无法达到SCR技术的高水平。
其次,SNCR技术对烟气温度的要求较高,一定范围内的温度变化会影响脱硝效率。
此外,SNCR技术对氨水或尿素的溶液浓度、喷射位置和喷射方式等参数也有一定要求,需要认真调节和管理。
综上所述,SCR技术和SNCR技术各有特点,适用于不同的烟气脱硝场合。
对于大型火电厂、炉窑等高温烟气场合,SCR技术具有脱硝效率高、稳定性好的优点,但运行成本较高,需要额外添加氨气和定期维护催化剂。
而对于小型燃煤锅炉、工业炉窑等低温烟气场合,SNCR技术具有投入成本低、操作简便的优点,但脱硝效率相对较低。
烟气脱硝技术国内外发展对比研究烟气脱硝技术是控制大气污染物排放的重要手段之一,对于降低燃煤、燃油等工业过程中产生的氮氧化物(NOx)排放有着重要作用。
在国内外,各个国家和地区都在积极推行烟气脱硝技术,通过削减大气污染物排放,实现环境保护和可持续发展。
本文旨在比较国内外烟气脱硝技术的发展现状与趋势,为我国烟气脱硝技术的进一步发展提供参考。
目前,国内外的烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、吸收剂直接注射技术(DSI)以及直接脱硝(DeNOx)等几种主要技术。
这些技术的应用取决于不同的燃烧设备和废气排放特点,同时也受到法规政策、环保要求和经济成本等因素的影响。
从国外发展来看,欧洲是烟气脱硝技术的领先者之一。
欧洲重视氮氧化物的减排问题,为减少燃煤电厂的NOx排放,推广了SCR技术。
该技术主要通过催化反应,在高温条件下,将烟气中的NOx还原为氮气和水,可降低70%以上的NOx排放。
欧洲在SCR技术的应用和推广方面取得了显著成绩,并在技术研发方面不断创新。
与此同时,美国也是烟气脱硝技术的重要应用国家。
美国的烟气脱硝技术主要集中在非催化还原技术(SNCR)以及吸收剂直接注射技术(DSI)。
SNCR技术通过在高温氮氧化物的反应区通过非催化反应直接还原为氮气和水,DSI则是将氨溶液或脱硝剂直接喷雾入炉膛与氮氧化物发生反应。
这两种技术克服了SCR技术一些运维难题,可以广泛适用于不同类型的燃烧设备。
与发达国家相比,我国在烟气脱硝技术的发展方面相对滞后。
起初,我国主要采用低氨催化剂和补充燃料SNCR技术用于燃煤电厂的脱硝,该技术成本低、投资小,但效率较低。
随着环境保护要求的提高和技术进步,我国开始广泛应用SCR技术,提高了脱硝效率。
然而,SCR技术操作复杂、投资大,同时催化剂的选择和运维也面临着挑战。
为了解决我国烟气脱硝技术面临的问题,国内科研院所、环保企业以及高校积极开展烟气脱硝技术的研发和创新。
国内主流烟气脱硝技术解析氮氧化物(NO )是污染大气的主要污染物之一,主要来自化石燃料的燃烧和硝酸、电镀等工业废气以及汽车排放的尾气,其特点是量大面广。
难以治理。
含有氮氧化物的废气排放,会给生态环境和人类生活、生产带来严重的危害。
根据国家环境保护总局有关研究的初步估算,2000年中国NO 的排放量约为1500万t,其中近7O%来自于煤炭的直接燃烧,固定源是NO 的主要来源。
鉴于中国今后的能源消耗量将随着经济的发展而不断增长,因此,NO 的排放量也将持续增加。
据估算,到2010年,中国NO 排放量将达到2194万t。
如果不加强控制,NO 将会对大气环境造成更为严重的污染。
目前,处理氮氧化物废气的方法主要有液体吸收法、固体吸附法、等离子活化法、催化还原法、催化分解法、生物法等,近年来随着世界环境问题的日益突出工业释放的废气所造成的空气污染受到广泛的关注。
本文介绍几种比较有价值的烟气脱硝技术。
1、干法烟气脱硝技术干法脱硝技术主要有:选择性催化还原法、选择性非催化还原法、联合脱硝法、电子束照射法和活性炭联合脱硫脱硝法。
选择性催化还原法是目前商业应用最为广泛的烟气脱硝技术。
其原理是在催化剂存在的情况下,通过向反应器内喷入氨或者尿素等脱硝反应剂,将一氧化氮还原为氮气,脱硝效率可达90%以上,主要由脱硝反应剂制备系统、反应器本体和还原剂喷淋装置组成。
选择性非催化还原法工艺原理是在高温条件下,由氨或其他还原剂与氮氧化物反应生成氮气和水。
该工艺存在的问题是:由于温度随锅炉负荷和运行周期变化及锅炉中氮氧化物浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。
联合烟气脱硝技术结合了选择性和非选择性还原法的优势,但是使用的氨存在潜在分布不均,目前没有好的解决办法。
活性炭法是利用活性炭特有的大表面积、多空隙进行脱硝。
烟气经除尘器后在90~150℃下进入炭床(热烟气需喷水冷却)进行吸附。
优点是吸附容量大,吸附和催化过程动力学过程快,可再生,机械稳定性高。
烟气脱硝 SCR 工艺技术对比研究摘要:我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭燃烧量较大,煤炭燃烧所释放的氮氧化物造成了严重的环境污染和生态破坏。
氮氧化物是造成光化学烟雾和酸雨的主要因素之一。
本文主要对国内外烟气脱硝工艺特点及应用进行了研究,重点研究了SCR 脱销催化剂失活与处置,为更好地为各类项目脱硝装置工艺及设备选型提供一定的方式。
关键词: 大气污染 氮氧化物 烟气脱硝 1 各类脱硝工艺及特点研究 1.1 选择性催化还原法(SCR )SCR 既选择性催化还原法,在日本及欧美国家广泛推广。
在众多脱硝方法当中,SCR 脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点,在国内也使用较多。
1.1.1 SCR 装置的组成SCR 装置主要由脱硝反应剂制备系统和反应器本体组成。
通过向反应器内喷入脱硝反应剂NH 3,将NO X 还原为氮气。
其反应方程式如下:4NO + 4NH 3 + O 2催化剂 4N 2 + 6H 2O 6NO 2 + 8NH 3催化剂 7N 2 + 12H 2O 1.1.2 SCR 脱硝工艺催化剂的选择SCR 脱硝工艺选用的催化剂主要成分为V 2O 5,载体为锐钛矿型的TiO 2,WO 3或MoO 3作助催剂。
SCR 催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。
1.1.3 SCR催化剂的失活与处置典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属、碱土金属和As等引起的催化剂中毒,物理失活主要是指高温烧结、磨损和堵塞而引起的催化剂活性破坏。
失活催化剂回收处理的措施一般有填埋或者是再生循环利用,这主要取决于失活催化剂的寿命与使用情况,同时综合考虑处理方式的经济成本。
催化剂堵塞后,采取适当措施可以使活性得到部分恢复;催化剂产生中毒或烧结后,活性失效,无法再生,一般由催化剂供货商回收,对催化剂的基材处理后再次利用制作新的催化剂。
脱硫脱硝的方法
脱硫脱硝是一种常用的环保技术,用于减少燃煤发电厂和工业设施排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。
以下是一些常见的脱硫脱硝方法:
1. 燃料选择:使用较低硫含量的燃料可以直接减少SO2的排放。
替代煤炭的清洁燃料如天然气和液化石油气(LPG)通常具有更低的硫含量,因此能够降低SO2的排放。
2. 燃烧改进:改进燃烧过程能够降低NOx的生成。
通过调整燃料与空气的比例、改变燃烧器设计和优化燃烧温度,可以有效地减少NOx的生成。
3. 喷射剂法:这种方法常用于脱硫,它通过喷射石灰石浆或石膏水溶液到烟气中,与SO2反应生成石膏,然后通过气固分离器去除石膏。
喷射剂法可以在较低的成本下达到较高的脱硫效率。
4. 湿法脱硫:湿法脱硫是一种有效的脱硫方法,它利用吸收剂如石灰石、石膏或海水中的氢氧化钙来吸收烟气中的SO2。
这些吸收剂与SO2反应生成硫酸钙或硫酸钠沉淀,然后通过过滤或沉淀去除。
湿法脱硫技术可以达到较高的脱硫效率,但处理过程中产生的废水需要进行处理。
5. 选择性催化还原(SCR):SCR是一种常用的脱硝技术,通过在烟气中添加选择性催化剂如铜、钒或钨,以及氨或尿素作为还原剂,将NOx转化为氮气和水。
SCR
技术具有高效率和高选择性,可以在工业设施和汽车尾气处理中得到广泛应用。
这些脱硫脱硝方法可以单独使用或组合使用,根据不同的应用场景和要求选择合适的技术,有效地减少二氧化硫和氮氧化物的排放,保护环境和人类健康。
常见烟气脱硫脱硝技术介绍1、磷铵肥法(PAFP)烟气脱硫技术磷铵肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process,简称PAFP),此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状,回收SO2取代硫酸生产肥料,在解决污染的同时,又综合利用硫资源,是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
2、活性炭纤维法(ACFP)烟气脱硫技术活性炭纤维法(Activated Carbon Fiber Process,简称ACFP)烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂(DSACF)脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。
该技术脱硫率可达95%以上,单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上(一般GAC处理能力为102Nm3/h.t,而ACF可达104Nm3/h.t)。
由于工艺过程简单,设备少,操作简单。
投资和运行成本低,且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起,但运行不起”的状况。
该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计,装置投资费用3500万,年产硫酸3万~4万吨。
仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨,副产硫酸360万吨,产值可达数十亿元。
3、软锰矿法烟气脱硫资源化技术MnO2是一种良好的脱硫剂。
在水溶液中,MnO2与SO2发生氧化还原发应,生成了MnSO4。
软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理,采用软锰矿浆作为吸收剂,气液固湍动剧烈,矿浆与含SO2烟气充分接触吸收,生成副产品工业硫酸锰。
该工艺的脱硫率可达90%,锰矿浸出率为80%,产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求(GB1622-86)。
常规生产工业硫酸锰方法是:软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应,产品净化得到工业硫酸锰。
由于我国软锰矿品位不高,硫酸耗量增大,成本上升。
脱硝技术及适用范围1、SNCR(选择性非催化还原)技术:选择性非催化还原法是一种不使用催化剂,在 850~1100℃温度范围内还原NOx的方法。
最常使用的药品为氨和尿素。
低于850℃必须使用催化剂,否则NOx脱除效果大受影响,且氨逃逸量急剧增加。
一般来说,SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%~40% ,对小型机组可达 80%。
由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。
其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。
2、SCR(选择性催化还原)技术:SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2和H2O, 而不是被O2氧化, 故称为“ 选择性” 。
目前世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR 2种。
此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水,还原剂为 NH3。
目前,在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。
应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃),不同的催化剂适宜的反应温度不同。
如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏;如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。
目前,国内外SCR系统绝大多数采用高温催化剂,反应温度区间为315℃~400℃。
低温催化剂因造价较高很少使用。
优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,目前广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。
脱硝的方法脱硝技术指的是去除烟气中NOx的一种技术,可分为氧化法、选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)和低温脱硝等多种方式,下面我们来介绍这些方法。
1.氧化法氧化法又称为催化氧化脱硝法,其基本原理为:将异丙醇或氨等还原性化合物通过反应转化为NOx,再将其催化氧化形成NO2,最后在烟气中与NH3或还原性有机化合物反应,使氮氧化物转化为N2和H2O。
氧化法能够回收SO2或HCl等污染物,但操作难度较大,成本较高。
2.SCR技术SCR即选择性催化还原脱硝技术,是通过在一定温度下催化剂的作用下,将NOx转化为N2和H2O的技术。
该技术可以利用各种金属氧化物、碱金属等作为催化剂,通常选择的金属有铜铬(Cu-Cr)和钒钨(V-W)催化剂。
催化剂具有反应速率高、反应效率高和使用寿命长等优点。
SCR技术还可以是排放N2O等温室气体的同时削减NOx的排放。
3.SNCR技术SNCR即选择性非催化还原脱硝技术,是在较高温度下使用还原剂与NOx反应,进行脱硝的方法。
其原理是在一定温度下,将NH3、尿素等还原剂喷入烟道中与NOx反应,生成N2和H2O,该技术的优点是具有成本低、安装方便及适用范围广等特点。
然而该技术的缺点在于在高温烟气中会产生N2O、CO和SO2等副产物。
4.低温脱硝低温脱硝技术通常使用包括一氧化碳、乙醇、丙烷、甲基丙烷、二甲基酮等有机还原剂,通过在低温下与NOx反应,形成N2和H2O,可达到脱硝效果。
这种技术也可以使用活性炭、活性氢化硅等固体还原剂进行反应,在NOx脱除效率方面与SCR技术相似。
不过该技术对还原剂和催化剂的选择有一定限制,并且还需要进行较为严格的控制。
总的来说,脱硝技术可以有效地降低燃煤和燃油等燃料产生的NOx 排放,其中氧化法、SCR技术和SNCR技术普遍被应用于不同的场合。
低温脱硝技术相对较为新颖,效率和应用范围也在不断扩大,未来有望在大规模应用中发挥重要作用。
脱硝的原理及注意事项脱硝的原理及注意事项1. 脱硝的原理脱硝是指通过各种化学或物理方法,从燃烧过程中产生的氮氧化物中去除一部分或全部的氮氧化物,以减少空气中的氮氧化物排放,防止大气污染。
脱硝的原理主要有选择性催化还原法、氨法脱硝和吸收法脱硝。
1.1 选择性催化还原法选择性催化还原法是最常用的脱硝方法之一。
该方法主要通过在催化剂的作用下,使氨气和氮氧化物在适当的温度范围内发生催化反应,生成氮和水,达到脱硝的目的。
选择性催化还原法具有高效、低能耗和易操作等优点,已被广泛应用于燃煤电厂和工业废气处理中。
1.2 氨法脱硝氨法脱硝是通过向燃烧过程中注入氨水或尿素溶液,使其与氮氧化物发生反应,生成氮和水,从而实现脱硝的目的。
该方法具有适用性广、技术成熟等优点,但需要考虑到氨、尿素的储存和安全问题。
1.3 吸收法脱硝吸收法脱硝是将燃烧过程中产生的氮氧化物通过各种吸收剂的作用,使其被吸收并转化成易于处理的化合物,从而实现脱硝。
吸收法脱硝方法多种多样,如湿式脱硝(如碱法、硫酸法),也有干式脱硝(如等离子法、光催化法)、生物脱硝等。
2. 注意事项2.1 适当的温度控制脱硝反应的进行需要一定的适宜温度范围,过低或过高的温度都会影响脱硝反应的效果。
在使用选择性催化还原法进行脱硝时,通常需要保持反应温度在200-400℃之间。
对于氨法脱硝和吸收法脱硝,也需要根据具体情况调整反应温度。
2.2 精确的氨气控制使用氨法脱硝时,需要精确控制注入氨气或尿素溶液的量,以确保脱硝反应的效果。
过少的氨气会导致脱硝效果不佳,而过多的氨气则可能导致副产物的生成,增加了处理的复杂性。
2.3 检测与监控脱硝过程中,需要对氮氧化物浓度进行实时监测,并及时调整脱硝装置的操作参数。
通过对氮氧化物浓度的监控,可以实时反馈脱硝效果,从而对脱硝过程进行控制。
3. 个人观点和理解脱硝技术在大气污染治理中起到了重要的作用。
通过脱硝,可以有效减少氮氧化物的排放,改善环境质量,保护人们的健康。
比较几种脱硝工艺与NOX分析的优缺点用烟气净化技术控制NOx排放,目前最常用的方法有低氮燃烧技术、选择性催化还原SCR、选择性非催化还原SNCR和臭氧氧化法等。
低氮燃烧技术、SCR和SNCR,目前是国内主流的电厂应用较多的脱销方法,而臭氧氧化法是国外输入的一种新型脱硝工艺,目前主要在石化企业得到使用。
下面,华敏测控就来逐一比较这四种较为常见的烟气脱硝方法的优缺点:低氮燃烧技术初投资少,运行成本几乎为零,改造施工周期短,不需要对锅炉做较大的改动,对锅炉运行影响较小,但脱硝效率较低,只采用单一低氮燃烧技术难以保证达标排放,需与其他炉后脱硝配合实施。
SCR投资和运行费用较高;需要对锅炉尾部受热面做一定改造,增加引风机压头1000Pa左右,对锅炉运行的影响大,动改量大,改造难度大,系统复杂;除脱硝剂运行耗费外,还需考虑催化剂更换费用。
但其技术成熟,脱硝效率高,,最高可达90%,目前大多数大型煤粉发电锅炉均采用SCR脱硝方式。
低氮燃烧技术,SNCR与SCR技术各有优缺点。
企业应该根据自身所处的地理位置、环保要求和企业的技术条件来选择合理的脱硝技术,这样才能做到既达到环保要求,又不会大幅增加企业成本。
下面,华敏测控继续为大家比较SNCR与臭氧氧化法这两种烟气脱硝方法。
SNCR脱硝系统简单,动改量少,成本不高,但脱硝效率较低,且对反应温度要求较高,难以适应锅炉负荷变化,对于煤粉锅炉脱硝效率很难保证,难以保证达标排放。
臭氧氧化法为新型技术,国外使用较多,目前在国内应用呈上升趋势,已在中石化、中石油、中国化工等多家企业中使用,具有改造方便、运行灵活、不需对锅炉改造、不影响锅炉运行等特点,与氨法脱硫配合还可提高化肥产量及品质,但运行电耗高,受氧气源制约影响较大。
为助力大气污染与防治,华敏测控自主研发了HM-NOX氮氧化物分析仪,采用获得国家专利的HMN氮氧化物探头(专利号:ZL201320821133.6),直接插入高温烟气对烟道中NOX/O2浓度进行在线监测,最为重要的,是可采用多点模式,将多达12个探头同时组网监测,可以实现SCR装置出入口烟道中的NOX在线浓度分布的监测。
烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析在烧结过程中,在高温燃烧条件下,燃料与烧结混合料发生烧结反应而产生So2、N0x.HC1HF、Co2、C0、二嗯英等多种污染物和粉尘等废气,其主要特性包括烟气量大、温度波动大、粉尘浓度高、气体腐蚀性高、二氧化硫排放量大等。
20**年国家环保部公布实施了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,严格要求污染物排放标准。
因此,对烧结烟气开展脱硫脱硝处理势在必行。
1烧结烟气脱硫脱硝处理的现状我国烧结烟气脱硫早在20**年由***钢铁厂在24m2烧结厂初步实施,于20**年全面实施。
据环保部统计数据,至20**年,全国烧结机脱硫设施共有526台(见表1),已有脱硫设施的烧结机面积达8.7万m2,占烧结机面积的63%。
从公布的清单分析,干法、半干法占17%,湿法占87%o除部分已建的干法(活性炭法)烧结脱硫脱硝一体化处理设施外,烧结机烟气脱硫脱硝的实例较少。
《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662—20**)自20**年10月1日起执行第二时段的排放标准,规定了NOx和二嗯英的排放限值要求,严格要求So2、颗粒物和氟化物的排放,而现有的烧结烟气脱硫设施无法满足新的排放标准,因此实现烧结烟气多污染物协同处置和一体化处理势在必行。
2烧结烟气脱硫脱硝的分析目前,对烧结烟气的污染处理主要以脱硫为主。
新标准的实施对烟气处理提出了更严格的要求,尤其是对于已建的脱硫设施,由于技术、用地、建设和运行成本等因素的限制,直接导致烟气处理系统变得复杂和处理成本增加。
因此,应针对项目建设特点,对新建烧结机、已建成的脱硫设施区别对待,综合考虑一种一体化的处理技术。
由于现有的烧结烟气脱硫工艺主要集中于传统的干法、半干法、湿法,因此分别选取干法、半干法、湿法脱硫脱硝一体化等技术开展分析比照。
2.1活性炭烟气净化技术20世纪50年代德国开始研发活性炭吸附工艺,20世纪60年代日本也开始研发。
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前,烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类。
其中,干法脱硝技术中的SCR和SNCR技术是市场应用最广、技术最成熟的脱硝技术,它们的原理是在高温下将含有NH3自由基的还原剂喷入烟气中,与烟气中的NOx发生氧化还原反应,将NOx还原成氮气和水。
但由于该技术需要高温下进行化学反应,对于中小型锅炉和工业锅炉来说,排烟温度远不能满足化学反应所需的高温。
因此,低温脱硝技术成为今后脱硝技术的发展方向之一。
低温脱硝技术主要采用低温氧化技术(LoTOx),通过将烟气中的NO转化为高价态,然后通过碱液喷淋等方法将其从烟气中脱出。
臭氧脱硝技术采用臭氧作为高级氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,且能耗较低。
通过特殊工艺控制脱硝反应过程,臭氧脱硝技术实现了气态污染物的固化处理,不产生二次污染。
臭氧脱硝技术不仅对NOx具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,如重金属汞也有一定的去除能力。
同时,在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
SCR和SNCR技术分别适用于大型锅炉和中小锅炉等的烟气处理。
SCR技术投资大,维护成本高,催化剂需要每三年更换,多为国外引进。
SNCR技术设备简单,投资少,维护简单,适应性强,适用于许多化工、造纸、热电企业。
传统的SNCR法设备安装相对较为复杂难,而高分子脱硝剂法(PNCR法)则是一种新型的选择性非催化还原技术。
PNCR法通过添加高分子脱硝剂,使NOx与脱硝剂发生反应,生成易于脱除的氮气和水。
PNCR法相对于传统的SNCR法,设备安装更加简单,且具有更好的脱硝效果。
脱硝技术对比说明
烟气脱硝技术按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按工作介质的不同大致可分为干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝技术两类。
其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、固体吸附法、碳还原法、催化分解法、电子束照射发(EBA)、脉冲电晕等离子体法(PPCP)等;湿法有氧化法、吸附法、生物法等。
目前,世界上较多使用的干法烟气脱硝技术主要是SNCR、SCR以及SNCR和SCR组合技术。
SCR和SNCR技术的基本原理都是利用还原剂NH3在有氧条件下、一定的温度范围内有选择的将废弃中的NO X还原为N2和水。
不同的是SCR法使用适当的催化剂,操作温度较低;而SNCR法没有催化剂加速反应,故其操作温度较高。
两者对比如下:
直接吸收法的脱硝效率很低,一般只用于处理含NO2超过50%的NO X废弃,不使用于燃烧废气脱硝。
目前改进的方法主要从两方面入手,一方面是吸收设备,另一方面是改进工艺条件,有效控制废气中NO X的氧化度,以强化吸收操作。
氧化吸收法是将NO氧化成NO2后再用碱液进行吸收。
但缺点是反应吸收吸收液不能循环利用,尾液处理复杂,难于分离回收,造成运行和处理成本上升,因而限制了氧化吸收法的应用。
微生物吸收法具有工艺设备简单、能耗和处理费用低、无二次污染等优点,但目前还处于研究阶段,未见有工业应用的报道。
液相络合吸收法脱除NO的研究处于试验阶段,未见实际的工业应用。
其他湿法脱硝研究技术,如酸-碱液两步吸收法、尿素和硫代硫酸盐为还原剂的还原吸收法、液膜法和电化学氧化吸收法等。
尚处于试验研究阶段。