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业务范围

脱硝

产品名称

脱硝

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产品描述

  SNCR(Selective Non-catalytic Reduction)是利用还原剂使烟气中的NOx还原为无害的N2。

  如果锅炉装置能够提供850-950°C的温度窗口, SNCR法可以直接地应用。将氨注射到相应位置,使得NH3与NOx发生反应。

  此法中的NOx脱除范国限制在40-60% 。 值得关注的是, 如果烟气中的S0含量高会导致硫酸铵沉积在锅炉及换热管道内 。

  另外, 氨逃逸也是必须关注的对象 。

四、低温氧化吸收法

  低温氧化吸收法是通过氧化的方法使烟气中的N0氧化为高价态的N02 或N205等, 然后液相吸收成为硝酸盐 。

  氧化剂通常是03,在现场进行发生。除使用03为氧化剂外,还可以使用H202等。

  我公司是国内较早开展臭氧氧化烟气脱硝的単位之一,并获得相关授权专利, 为我国开发工业锅炉烟气脱硝技术奠定了较好基础 。

原理简介

  臭氧氧化吸收脱硝工艺即是在尾部烟道安装臭氧发生装置,烟气在尾部烟道与喷入的臭氧发生反应, 烟气中的低价态氮氧化物N0 (极难溶于水)被氧化成高价态的氮氧化物N02、 N205 (易溶于水) ,从而再用碱液将高价态氮氧化物吸收, 进而达到烟气脱硝的目的。

  SCR(Selective Catalytic Reduction)法是利用还原剂在反应器内使烟气中的NOx催化还原为N2排掉 。 传统的还原剂为NH3或尿素, 亦可选用C0或H2, 还可以为小分子烷美登类 。

  SCR法过程的NOx脱除率在90%以上。但存在NH3的残留问题。

  对于工业锅炉烟气, 由于烟气出口温度相对较低, 难以满足常规SCR 脱硝催化剂的温度适用窗口(400℃左右),因此其在工业锅炉脱硝方面的应用较少 。

 

三、SNCR法(选择性非催化还原法)

技术特点

  (1) 本技术产品突破了传统工业率馬炉脱硫脱硝存在的技术瓶颈, 达到能效高、运行稳定、投资少、运行成本低、适用性强、无二次污染等目标。

  (2) 本技术产品设备结构紧凑、 占地面积小、 与锅炉的匹配简便, 既可与新建销炉配套, 也可很简使地用于旧锅炉改造。 填补了我国脱硫脱硝一体化工程应用的空白 。

  (3) 由于臭氧在气相几乎不与s02反应, 因此绝大部分臭氧都用在了N0的氧化上, 利用率较高; 同时, 也可在脱硫塔的尾部增设一层强化脱硝层, 利用含有少量脱硝强化剂的溶液作进一步脱硝用 。

  (4) 将上述西种方法相结合, 可取得较高的脱硝效率, 同时可大幅度降低脱硝的一次性投资, 现场占地面积小、 安装维护方便, 并且避免使用昂贵且易失效的SCR催化剂 。

  (5)另外,该脱硝方法避免使用氨气(其存放危险性较大) ,不适于周边有重要设施的场所脱硝 。 而该方法避免使用氨, 只需要利用臭氧发生器现场产生臭氧即可, 即开即用 。

 

一、 氮氧化物的产生

  燃烧过程中NOx的生成机理比S02要复杂得多, NOx的生成量与燃烧方式特别是燃烧温度和过剩空气系数密切相关。

  燃烧过程产生的NOx中90%以上是N0, N02及其他仅占5%~ 10%。

  根据燃烧条件和生成途径的不同, 生成的NOx分为三种类型:

(1)热力型氮氧化物

  热力型 NOx(therma1 NOx)是助燃空气中的N2在高温下氧化形成的, 其形成过程可用策尔多维 ( zeldovich) 的连锁反应来描述 。

       N2+0→N0+N

       N十02→N0十0

 

  当温度低于1500℃时,热力型NOx生成量很少;当温度高于1500℃时,这一反应才变得明显, 即随着温度的升高, 反应速度根据阿累尼乌斯定律, 按指数规律迅速増加。低于1300℃时几乎看不到N0的生成, 在1500°C附近变化时, 温度每增大100°C, 反应速度将增大6~7倍, 温度对这种类型NOx的生成具有决定性的影响, 故热力型NOx又被称为温度型NOx 。

 

(2)快速型氮氧化物

  快速型NOx(prompt NOx)实际是广义热力型NOx的一种,是燃料燃烧过程中在燃料过浓(过剩空气系数0. 7~0. 8)时快速产生的。燃料产生的CH、 CH2、 CH3和C2等原子基团撞击N2分子,首先生成HCN、 CN 类化合物,即:

       CH+N2→HCN+N

       2C+N2→2CN

       CH3+N2→HCN+NH2

  然后, 反应式中的N或CN与氧原子碰撞, 进一步被氧化而生成N0, 形成的HCN浓度在火焰面内最大, 在火焰面的后面降低 。

  快速型NOx从氮的来源来看和热力型一致, 而其生成机理和燃料型NOx非常相似, NOx受温度影响较小,只有在较低温度下燃烧时才重点考虑 。 对燃煤设备, 快速型NOx的生成量要比热力型和燃料型NOx少得多, 一般在总NOx生成量的5%以下 。

在环保工程领域, 所调的氮氧化物是指一氧化氮 (N0) 和二氧化氮(N02)的总称,缩写NOx

脱硝

 

简介

 

  在环保工程领域, 所调的氮氧化物是指一氧化氮 (N0) 和二氧化氮(N02)的总称,缩写NOx。 NOx是构成大气污染和产生光化学烟雾的根由物质之一, NOx既是硝酸型酸雨的基础, 又是形成光化学烟雾、 破坏臭氧层的主要物质,具有很强的毒性,对人体健康、环境、生态的危害, 以及对社会经济的破坏都很大 。

 

(3)燃料型氮氧化物

  燃料型NOx (fue1 NOx) 是燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中受热分解, 随后氧化而生成的 。 煤中的氮以原子状态与各种碳氢化合物结合成环状或链状的氮化物,分别以碳氮三键(C≡N)和单键(N-C, N-H)形式存在,其键能分别为887kj/mo1和286kj/mo1, 390kj/mo1,在燃烧时比空气中的氮气 (以三键氮的形式存在, 键能为948kj/mo1 ) 易于分解, 燃烧时氧更容易破坏C-N键而与氮原子反应生成NOx 。

  燃料型NOx的生成,具有中温(600~800℃)的生成特性,影响因素是: 煤种的特性, 如煤的含氮量、 挥发分以及固定碳与挥发分的比例;燃烧温度(T) ;过剩空气系数(a) ;反应区烟气组成,即烟气中02、 N2、 NH,, CH,, C0及C的含量;燃料与燃烧产物在火焰高温区的停留时间。

  通常,燃料型NOx占总量的60%~80%,最高可达90%;热力型NOx约占20%,当温度足够高(如1600°C)时,能达到20%~30%;快速型NOx 所占比例甚少 。

  目前, 工业名民炉烟气脱硝可以考虑采用的技术主要有: SCR (Selective Catalytic Reduction)法、 SNCR(SelectiveNon-catalytic Reduction)以及氧化吸收法。

二、SCR法(选择性催化还原法)

 

臭氧一FGD强化脱硝工艺示意图

化学反应式

  主要反应                相对反应速度

  N0十 03→ N02 十 02       62500

  2N02十 03→ N205 十 02     125

  S02 十 03→ S03 十 02       5

  C0十 03→ C02 十 02         1

  03和NOx的反应速度是03和其他反应的数倍。特别03和N0的反应速度是0和C0的62500倍, 因此选择性很好。

低温条件下, 0与N0之间的关键反应如下:

  N0十03→N02十02

  N02十03→N03十02 

  N03十N02→N205

  N0+0+M→N02+M

  N02十0→N03

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