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      大氣污染治理-脫硝技術

      大氣污染治理-脫硝技術 從目前的脫硝技術、脫硝工藝和脫硝設備的情況來看,脫硝工藝主要有以下幾種:LNB(低氮燃燒技術)、SNCR(選擇性 非催化還原法)、SCR(選擇性催化還原法)以及氧化法脫硝這幾種技術的組合。SNCR脫硝 選擇性非催化還原法(Selective Non-

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       大氣污染治理-脫硝技術

              從目前的脫硝技術、脫硝工藝和脫硝設備的情況來看,脫硝工藝主要有以下幾種:LNB(低氮燃燒技術)、SNCR(選擇性 非催化還原法)、SCR(選擇性催化還原法)以及氧化法脫硝這幾種技術的組合。



      SNCR脫硝


             選擇性非催化還原法(Selective Non-Catalytic Reduction)脫硝工藝(以下稱SNCR),是在沒有催化劑存在條件下,利用還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水的一種脫硝方法。SNCR脫硝技術是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內與NOx進行選擇性反應,不用催化劑,因此必須在高溫區加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃的區域,迅速熱分解成NH3,與煙氣中的NOx反應生成N2和H2O。該技術以爐膛為反應器。

      4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O         2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

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      SNCR技術原則性示意圖




      SCR脫硝


       選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction)脫硝工藝(以下稱SCR),還原劑(氨水、尿素溶液等)在催化劑的作用下,選擇性的與NOx反應生成氮氣和水,反應溫度要求在300-420度范圍。


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      SCR脫硝工藝的基本化學反應式如下:

      4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

      2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

      典型的SCR反應原理示意圖如下:

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      低氮燃燒技術

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      低氮燃燒技術一直是應用最廣泛、經濟實用的措施,它是通過改變燃燒設備的燃燒條件來降低NOx的形成,具體來說,是通過調節燃燒溫度、煙氣中的氧的濃度、煙氣在高溫區的停留時間等方法來抑制NOx的生成或破壞已生成的NOx。

      低氮燃燒技術的方法很多,這里用通俗的文字介紹二種常用的方法:

      (1)煙氣再循環法:利用一部分溫度較低的煙氣直接返回燃燒區或與一次風或二次風混合送入爐內,因含氧量較低,從而降低燃燒區的溫度和氧濃度,從而抑制氮氧化物的生成。

      (2)分段燃燒法:該法是目前應用最廣泛的分段燃燒技術,將燃料的燃燒過程分階段來完成。第一階段燃燒中,只將總燃燒空氣量的70%-75%(理論空氣量的80%洪入爐膛,使燃料在先在缺氧的富燃料條件下燃燒,由于富燃料缺氧,該區的燃料只能部分燃燒(含氧量不足),降低了燃燒區內的湍流速度和溫度水平,能抑制NOx的生成;第二階段通過足量的空氣,使剩余燃料燃盡,此段中氧氣過量,但溫度低,生成的NOx也較少。



      聯合脫硝技術


      LNB+SNCR        SNCR+SCR      LNB+SNCR+SCR

            聯合脫硝技術(LNB+SNCR/SNCR+SCR/LNB+SNCR+SCR)是一個分兩個或三個模塊實施的多污染綜合治理技術,由LNB、SCR和SNCR其中兩個模塊或三個模塊組成。


            運用LNB技術在爐內形成空氣分級燃燒,煙氣與二次風形成強烈的湍流混合,從而改進鍋爐的燃燒并達到脫硝的效果,單獨脫硝效率可達30~50%左右。

            SNCR是在通過噴入還原劑(氨水或尿素進行脫硝,通過利用煙氣和高速氣流的充分混合,脫硝劑可均勻地分布在煙氣中。本階段要通過調節來適應鍋爐負荷和溫度的變化,并將脫硝劑噴入到爐膛中最適宜脫除污染物的溫度區域,以提高吸附劑的反應效率,從而減少吸收劑的消耗量,并減少吸收劑的動力傳遞,LNB+SNCR的脫硝效率可達到70%~80%。若需要進一步降低NOX的排放濃度,可在LNB、CNCR后面加上煙道內置式選擇性催化還原系統(SCR)。由于LNB、SNCR已經脫除了大部分氮氧化物,所以SCR系統的體積可以比常規的SCR系統小,同時可以利用控制前期SNCR多余的氨逃逸量,不再設置噴氨設施,以減少成本投資。




      氧化法脫硝

      臭氧脫硝法:

          SCR脫硝技術反應適合溫度320~400℃,由于部分鍋爐尾氣排出來的溫度低于300℃,同時尾氣溫度有時波動很大,造成脫硝效果很低,達不到預期效果,需另外對尾氣進行加溫,改造起來不但困難,而且還在增加運行成本。針對此情況,應天環保開發研究出一種低溫組合臭氧脫硝技術,臭氧氧化的溫度區間為50-200℃,組合氧化法脫硝效率達到70-95%。組合臭氧脫硝原理:組合氧化法脫硝主要是利用臭氧和雙氧水的強氧化性,將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物,然后在洗滌塔內將氮氧化物吸收,達到脫除的目的,臭氧的氧化能力極強,臭氧的氧化還原電位僅次于氟,比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。此外,臭氧的反應產物是氧氣,所以它是一種高效清潔的強氧化劑。



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