公司新聞
化工人必備干貨—煙氣脫硝技術方案的對比及其介紹

  1.NOx的生成機理

  NOx生成機理主要有燃料型、熱力型及快速型三種。燃料型NOx約占總NOx的80-90%;其次是熱力型,主要是由于爐內局部高溫造成,也可采用適當措施加時控制;快速型NOx生成量很少。

 ?。?)燃料型NOx

  燃料型NOx是由化學地結合在燃料中的雜環氮化物熱分解,并與氧化合而生成的NOx,其生成量與燃料中氮的含量有很大關系,當燃燒中氮的含量超過0.1%時,結合在燃料的氮轉化為NOx的量占主要地位,如煤的含氮量一般為0.5~2.5%;燃料NOx的形成可占生成總量的60%以上,燃料氮轉化為NOx量主要取決于空氣過剩系數,空氣過剩系數降低,NOx的生成量也降低,這是因為在缺氧狀態下,燃料中揮發出來的氮與碳、氫競爭不足的氧,由于氮缺乏競爭能力,而減少了NOx的形成。

 ?。?)熱力型NOx

  熱力型NOx的生成機理是高溫下空氣的N2氧化形成NO,其主成速度與燃燒溫度有很大關系,當燃燒溫度低于1400℃時熱力NOx生成速度較慢,當溫度高于1400℃反應明顯加快,根據阿累尼烏斯定律,反應速度按指數規律增加。這說明,在實際爐內溫度分別不均勻的情況下,局部高溫的地方會生成很多的NOx,并會對整個爐內的NOx生成量起決定性影響。熱力NOx的生成量則與空氣過剩系數有很大關系,氧濃度增加,NOx生成量也增加。當出現15%的過量空氣時,NOx生成量達到最大,當過量空氣超過15%時,由于燃料被稀釋,燃燒溫度下降,反而會導致NOx生成減少。熱力NOx的生成還與煙氣在高溫區的停留時間有關,停留時間越長,NOx越多,這是因為在爐膛燃燒溫度下,NOx的生成反應還未達到平衡,因而NOx的生成量將隨煙氣在高溫區的停留時間增長而增加。

 ?。?)快速型NOx

  快速NOx是1971年Fenimore根據碳氫燃料預混火焰的軸向NOx分布實驗結果提出的,是燃料在燃燒過程中碳氫化合物分解的中間產物N2反應生成的氮氧化合物,其生成速度極快,主要在火焰面上形成,且生成量較小,一般在5%以下,其主要反應如下:在溫度低于2000K(1727℃)時,NOx主成主要通過CH-N2反應,在不含氮的碳氫燃料低溫燃燒時,需重點考慮快速NOx的生成。

  煙氣脫硝主要工藝

  在煙氣凈化技術上控制NOx排放,目前主要方法有選擇性非催化還原SNCR、選擇性催化還原SCR、低氮燃燒技術和電子束照射法、臭氧氧化法、吸附法、氧化吸收法等。其中,選擇性非催化還原SNCR、選擇性催化還原SCR,低氮燃燒,臭氧氧化法等技術已商業化。

  脫硝工藝選擇原則

  煙氣脫硝技術繁多,對于脫硝工藝的選擇,一般遵循以下一個原則:

  (1)NOx排放濃度、排放量均能滿足國家、當地有關部門的環保排放標準要求。

  (2)技術成熟,運行可靠,有良好的運行業績。

  (3)脫硝劑有可靠穩定的來源,貯存輸送方便、安全,質優價廉。

  (4)能源消耗少,資源消耗少,運行費用低。

  (5)脫硝過程不對環境產生二次污染。

  (6)工藝系統對煤種適應性強,能夠適應燃煤含氮量在一定范圍內的變化。

  (7)脫硝裝置工藝簡單,布置合理,占地面積小,對電廠原有各系統影響小。

  (8)脫硝的主要裝置和設備為國產化或能逐步實現國產化。

  電子束法、吸附法、在國內的應用業績很少,SNCR、SCR、和低氮燃燒,目前國內主流的電廠應用較多的脫銷方法,臭氧氧化法為國外輸入的新型脫硝工藝,目前已在多家石化企業投入運行。

  下表詳細比較了SNCR、SCR、臭氧氧化法和低氮燃燒這四種較為常見的煙氣脫硝方法。

  低氮燃燒技術初投資少,運行成本幾乎為零,改造施工周期短,不需要對鍋爐做較大的改動,對鍋爐運行影響較小,但脫硝效率較低,只采用單一低氮燃燒技術難以保證達標排放,需與其他爐后脫硝配合實施。

  SCR投資和運行費用較高;需要對鍋爐尾部受熱面做一定改造,增加引風機壓頭1000Pa左右,對鍋爐運行的影響大,動改量大,改造難度大,系統復雜;除脫硝劑運行耗費外,還需考慮催化劑更換費用。但其技術成熟,脫硝效率高,,最高可達90%,目前大多數大型煤粉發電鍋爐均采用SCR脫硝。

  SNCR脫硝系統簡單,動改量少,但脫硝效率較低,且對反應溫度要求較高,難以適應鍋爐負荷變化,對于煤粉鍋爐脫硝效率很難保證,難以保證達標排放。

  臭氧氧化法為新型技術,國外使用較多,目前在國內應用呈上升趨勢,已在中石化、中石油、中國化工等多家企業中使用,具有改造方便、運行靈活、不需對鍋爐改造、不影響鍋爐運行等特點,與銨法脫硫配合還可提高化肥產量及品質,但運行電耗高,受氧氣源制約,尚無國內燃煤電廠應用業績。

發布時間:2017-04-27
<< 返回

官方移動平臺

国产农村一国产农村无码毛片