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混合SNCR-SCR 煙氣脫硝技術

2020-10-21 14:23:47 小威環境(北京)科技有限公司 閱讀

混合SNCR-SCR 煙氣脫硝技術并非是SCR 工藝與SNCR 工藝的簡單組合,它是結合了SCR 技術高 效、SNCR 技術投資省的特點而發展起來的一種新型工藝。SCR-SNCR 聯合技術可以達到90%的NOx 的去除率,并且NH3 的泄漏率僅為0.000 3%。

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混合SNCR-SCR 工藝主要改進的就是省去了SCR 設置在煙道里的復雜AIG(氨噴射)系統,它具有以下優點:

①在節省催化劑的情況下,脫硝效率高,能達到SCR 法的脫硝效率;

②反應塔體積小,空間適應性強;

③與傳統SCR 工藝相比,系統壓降將大大減小,從而減少了引風機改造的工作量,降低了運行費用;

④降低腐蝕危害。

一、煙氣脫硝技術介紹 

       目前主流的煙氣脫硝技術有選擇性非催化還原技術(SNCR)、選擇性催化還原技術(SCR)和SNCR/SCR聯合脫硝技術。

SNCR技術:研究發現,在800~1250℃這一溫度范圍內、無催化劑作用下,氨水等還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx生成N2和H2O,基本上不與煙氣中的O2作用,據此發展了SNCR脫硝技術。

SNCR煙氣脫硝的主要反應為:NH3為還原劑    4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O

       SNCR通常采用的還原劑有氨水、氨水和液氨,不同還原劑的比較如表1所列。

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       從SNCR系統逃逸的氨可能來自兩種情況,一是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻,一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應。還原劑噴入系統必 須能將還原劑噴入到爐內較有 效的部位,如果噴入控制點太少或噴到爐內某個斷面上的氨不均勻,則會出現分布較高的氨逃逸量。在較大尺寸的鍋爐中,因為需要覆蓋相當大的爐內截面,還原劑的均勻分布則更困難。為保證脫硝反應能充分地進行,以較少噴入NH3的量達到較好的還原效果,必 須設法使噴入的NH3與煙氣良好地混合。若噴入的NH3不充分反應,則逃逸的NH3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上,而且煙氣中NH3遇到SO3會產生NH4HSO4易造成空氣預熱器堵塞,并有腐蝕的危險。因此,SNCR工藝的氨逃逸要求控制在8mg/Nm3以下。圖1為典型SNCR脫硝工藝流程圖。

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SNCR煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程組成:

還原劑的接收和溶液制備;

還原劑的計量輸出;

在鍋爐適當位置注入還原劑;

還原劑與煙氣混合進行脫硝反應;

SCR技術:選擇性催化劑還原(SCR)技術是在煙氣中加入還原劑(較常用的是氨和氨水),在催化劑和合適的溫度等條件下,還原劑與煙氣中的氮氧化物(NOx)反應,而不與煙氣中的氧進行氧化反應,生成無害的氮氣和水。主要反應如下:

在沒有催化劑的情況下,上述化學反應只是在很窄的溫度范圍內(800~1250℃)進行。SCR技術采用催化劑,催化作用使反應活 化能降低,反應可在更低的溫度條件(320~400℃)下進行。

對SCR系統的制約因素隨運行環境和工藝過程而變化。制約因素包括系統壓降、煙道尺寸、空間、煙氣微粒含量、逃逸氨濃度限制、SO2氧化率、溫度和NOx濃度,都影響催化劑壽命和系統的設計。除溫度外,NOx、NH3濃度、過量氧和停留時間也對反應過程有一定影響。

SCR系統一般由氨或氨水的儲存系統、(氨水轉化為氨系統)、氨與空氣混合系統、氨氣噴入系統、反應器系統、檢測控制系統等組成。SCR脫硝反應器在鍋爐尾部一般有三種不同的布置方式,高塵布置、低塵布置和尾部布置,圖2為目前廣泛采用的高塵布置SCR煙氣脫硝系統工藝流程圖。

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對于一般燃煤或燃油鍋爐,SCR反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,因為此區間的煙氣溫度剛好適合SCR脫硝還原反應,氨被噴射于省煤器與SCR反應器間煙道內的適當位置,使其與煙氣充分混合后在反應器內與氮氧化物反應,SCR系統商業運行的脫硝效率約為80%~90%。


SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術:SNCR/SCR混合技術是SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工藝利用末反應氨進行催化反應結合起來,或利用SNCR和SCR還原劑需求量不同,分別分配還原劑噴入SNCR系統和SCR系統的工藝有 機結合起來,達到所需的脫硝效果,它是把SNCR工藝的低費用特點同SCR工藝的高脫硝率進行有 效結合的一種揚長避短的混合工藝。SNCR/SCR混合工藝的脫硝效率可達到60~80%,氨的逃逸小于4mg/Nm3。圖3為典型的SNCR/SCR混合煙氣脫硝工藝流程。

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二、主要煙氣脫硝技術的比較

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