脱硝新技术
2016-04-22 09:59:06 来源：盐城大天力
烟气脱硝现状及现有技术介绍
一．烟气脱硝的意义
防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，大气污染成了人们十分关注的问题。
二氧化硫是大气的重要污染源之一，其污染危害甚大，故七十年代中，研究烟气脱硫技术被许多国家列为防治大气污染的重点，相继建成了一些工业规模的实用的处理装置，与此同时，对大气污染中的另一个大问题，即氮氧化物NOX的污染问题，人们也开始了防治技术的研究和开发。NOX在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，从而造成严重的大气污染。七十年代以来NOX的大气污染问题已被日益重视，人们发现：人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度NOX有关系，而且其危害性比人们原先设想的要大得多。
氮氧化物(NOX)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物， 但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。
二、 脱硝技术介绍
1. 氮氧化物形成机理
a. 热力性：燃料燃烧时，空气中的氮在高温下发生氧化反应。随着反应温度的升高，其反应速率按指数规律增加。当<1000℃时,NO的生成量很少,而当>1400℃时,每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
b. 燃料型：由燃料中含氮有机物在燃烧中氧化而成。在600－800℃时就会生成燃料型NOx ，在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮有机化合物热裂解产生N、CN、HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx ，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
c. 快速型：快速性NOx是1971年通过实验发现的。在碳氢化合物燃料浓度大的反应区附近会快速生成NOx。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成NOx ，其形成时间只需要60ms，所生成的量与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。这种反应主要发生在内燃机的燃烧过程中；对燃煤锅炉，其生成量很小。
燃烧过程中三种生成机理对NOx量的贡献示意图
2.脱硝技术简介
a .改变燃烧条件：包括低过量空气燃烧法，空气分级燃烧法，燃料分级燃烧法，烟气再循环法。
b .炉膛喷射脱硝：包括喷氨及尿素，喷入水蒸汽，喷入二次燃料。
C．烟气脱硝：烟气脱硝技术按照其作用原理不同，主要分为催化还原、吸收和吸附三类
按照工作介质不同可分为干法和湿法两类。
(1)干法脱硝。
(烟气催化脱硝，电子束照射烟气脱硝)
(2).湿法脱硝。
主要脱硝技术汇总表
3.常用技术介绍
a. SCR技术 (选择性催化还原法Selective Catalytic Reduction，SCR)
在催化剂（如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2）作用下，还原剂NH3在290-400℃下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。
还原剂主要有：液氨，尿素和氨水。
SCR 特点结构较复杂，运行方便；运动设备少，可靠性高；无副产品，消耗催化剂；脱硝效率高,80－90%；投资高。
b. SNCR技术（选择性非催化还原Selective Non-Catalytic Reduction SNCR）
是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为： 4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）然而，当温度过高时，也会发生如下副反应： 4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率低，受锅炉结构尺寸影响很大。
SNCR脱硝技术特点：
l NOx脱硝率低，仅可达到25－60％；
l 因不增加SO3可较SCR放宽NH3逃逸条件；
l 对于多层喷入，控制系统适当的跟随负荷及温度能力；
l 工程造价较低，占地面积小，适用于老厂改造；
c. SCR与SNCR技术对比
传统的烟气脱硫脱硝工艺已经不能满足严格的减排要求，传统的工艺也存 在设备投资高、占地面积大等缺点，因此开发工艺简单、可靠的脱硫脱硝工艺具有重要意义。臭氧脱销无非是脱掉烟气中的NOX，烟气中NOX的主要组成部分是 NO，臭氧的高级氧化作用可以达到脱除效果，而且烟气中的其他有害气体也可以脱除。臭氧作为一种强氧化剂，可以容易的将NO氧化成可溶于水生成HNO2和 HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。然后采用Na2S 和NaOH 溶液进行吸收，*终将NOx 转化为N2达到脱除的目的，NOx 的去除率高达95%。
三、臭氧脱销技术运用
我公司采用臭氧氧化技术同时脱硫脱硝进行了试验研究，结果表明在典型烟气温度下，臭氧对NO 的氧化效率可达84%以上，结合尾部湿法洗涤，脱硫率近100%，脱硝效率也在O3/NO 摩尔比为0.9时达到86.27%。将臭氧通入烟气中对NO 进行氧化，然后采用Na2S 和NaOH 溶液进行吸收，*终将NOx 转化为N2，NOx 的去除率高达95%，SO2去除率约为100%。将O3注入模拟烟气进行脱除SO2、NOx 以及Hg 的研究，然后采用碱吸收塔对烟气进行洗涤，结果表明NO 和Hg0的脱除率与O3的注入量有关，当O3加入量为200ppm 时，NO 的脱除效率可达到85%，此工艺对NO 和SO2的脱除率*高可分别达到97%和100%
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