NOx濃度與煙氣特性
分析煙氣成分(如SO?、粉塵、O?含量、溫度、濕度等),避免催化劑中毒(如砷、堿金屬)或設(shè)備腐蝕。
高溫?zé)煔猓ㄈ?gt;400℃)可能適合SCR(選擇性催化還原),中低溫(250~400℃)需優(yōu)化催化劑配方。
技術(shù)對比
SCR:效率高(90%以上),但需嚴格控制氨逃逸(一般<3ppm),催化劑需定期更換。
SNCR:適用于高溫爐窯(850~1100℃),無需催化劑,但效率較低(30~70%),氨逃逸風(fēng)險高。
氧化吸收法:適合低濃度NOx,但可能產(chǎn)生二次污染(如NO?)。
選型與壽命
釩鈦系催化劑常見,但需根據(jù)硫含量選擇抗硫型號;蜂窩式催化劑壓降低,板式機械強度高。
定期檢測活性衰減(如每季度測試),壽命通常2~5年,高溫?zé)Y(jié)或堵塞會縮短壽命。
再生與處置
化學(xué)清洗或熱再生可部分恢復(fù)活性,廢棄催化劑按危險廢物(含重金屬)處理,需合規(guī)處置。
氨水/液氨
儲存需壓力容器,泄漏風(fēng)險高,需配備噴淋吸收系統(tǒng)(如氨氣檢測報警聯(lián)動)。
安全距離符合《GB 50160-2008》化工規(guī)范,電氣設(shè)備防爆。
尿素?zé)峤?/strong>
尿素溶液需避免結(jié)晶堵塞管道,熱解爐溫度控制(350~600℃)確保完全分解為NH?。
溫度窗口控制
SCR反應(yīng)溫度需穩(wěn)定在催化劑最佳區(qū)間(如300~400℃),煙氣溫度波動時需增設(shè)GGH(煙氣換熱器)或噴水降溫。
噴氨優(yōu)化
采用AIG(氨噴射格柵)配合CFD模擬,確保氨與煙氣混合均勻,避免局部過量(氨逃逸)或不足(脫硝效率下降)。
節(jié)能措施
引風(fēng)機變頻調(diào)節(jié),降低系統(tǒng)壓阻;余熱回收用于預(yù)熱煙氣或尿素?zé)峤狻?/p>
氨逃逸
逃逸的NH?與SO?反應(yīng)生成硫酸氫銨(ABS),堵塞空預(yù)器,需控制SO?濃度或加裝堿性吸附劑。
NO?排放
氧化法可能將NO轉(zhuǎn)化為NO?,需確保末端吸收效率(如堿液洗滌)。
廢水處理
沖洗催化劑或脫硝塔的廢水含重金屬/氨氮,需預(yù)處理后進入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)。
堵塞與腐蝕
定期吹灰(聲波或蒸汽吹灰器)防止催化劑積灰;采用防腐材料(如玻璃鱗片樹脂)應(yīng)對濕法脫硝的酸露點腐蝕。
儀表校準
關(guān)鍵參數(shù)(NOx濃度、氧量、溫度)的在線監(jiān)測儀表需定期校準,避免數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致控制失效。
化工企業(yè)煙氣脫硝需“一廠一策”,結(jié)合自身工藝特點選擇技術(shù)路線,注重運行細節(jié)與安全管理,同時平衡環(huán)保合規(guī)與經(jīng)濟性。定期培訓(xùn)操作人員、與專業(yè)環(huán)保公司合作運維可顯著提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
]]>濕法脫硫中的石灰石-石膏法是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù)之一,尤其在燃煤電廠和大型工業(yè)鍋爐中。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
效率可達95%以上,甚至可超過99%,能夠滿足嚴格的環(huán)保排放標準(如SO?濃度低于35mg/m3)。
適用于高硫煤(硫含量>3%)的煙氣處理,適應(yīng)性廣。
工業(yè)化應(yīng)用超過50年,工藝路線完善,運行經(jīng)驗豐富。
系統(tǒng)穩(wěn)定性高,故障率低,適合大規(guī)模連續(xù)運行。
石灰石(CaCO?)儲量豐富,價格低廉,是經(jīng)濟性最佳的脫硫吸收劑。
副產(chǎn)物石膏(CaSO?·2H?O)可資源化利用(如建材原料),抵消部分運行成本。
可處理煙氣量范圍大(從10萬m3/h到數(shù)百萬m3/h)。
對負荷波動和煤種變化的耐受性較好,通過調(diào)整pH值、液氣比等參數(shù)可快速響應(yīng)。
在脫硫的同時,可協(xié)同去除煙氣中的?顆粒物(粉塵)、HF、HCl?等污染物。
部分重金屬(如汞)也能被吸收,實現(xiàn)多污染物協(xié)同控制。
采用DCS(分散控制系統(tǒng))實現(xiàn)全流程自動化控制,減少人工干預(yù)。
在線監(jiān)測系統(tǒng)可實時優(yōu)化運行參數(shù)(如漿液pH、氧化風(fēng)量)。
生成的石膏純度較高(≥90%),可用于生產(chǎn)建材(石膏板、水泥緩凝劑等)。
若品質(zhì)達標,可形成經(jīng)濟效益,減少固體廢棄物處置壓力。
廢水經(jīng)處理后可達標排放,閉環(huán)設(shè)計減少二次污染。
與其他環(huán)保設(shè)施(如SCR脫硝、電除塵)兼容性好,易于集成到現(xiàn)有系統(tǒng)。
雖然初期投資較高(約占電廠總投資的10-15%),但運行成本低(約0.3-0.5分/度電),壽命周期內(nèi)綜合成本優(yōu)勢明顯。
能耗較高:循環(huán)泵和氧化風(fēng)機耗電量大(約占廠用電的1-2%)。
設(shè)備腐蝕與結(jié)垢:需采用防腐材料(如玻璃鱗片、合金)和定期維護。
廢水處理:含重金屬和氯離子的廢水需專門處理。
石灰石-石膏法因其高效、經(jīng)濟、成熟的特點,成為當(dāng)前燃煤煙氣脫硫的主流技術(shù),尤其適用于大型排放源。隨著工藝優(yōu)化(如雙循環(huán)技術(shù)、添加劑使用),其優(yōu)勢進一步凸顯,在環(huán)保要求趨嚴的背景下仍具長期競爭力。
垃圾焚燒過程中的脫硝(主要去除氮氧化物NOx)是煙氣處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需綜合考慮技術(shù)選擇、運行參數(shù)和環(huán)保要求。以下是需要注意的關(guān)鍵細節(jié):
SNCR(選擇性非催化還原)
溫度窗口:需嚴格控制反應(yīng)溫度(通常850~1100℃),垃圾焚燒爐的爐膛溫度波動可能影響脫硝效率。
氨逃逸:過量噴入還原劑(尿素或氨水)可能導(dǎo)致未反應(yīng)的氨逃逸,需優(yōu)化噴射點位和劑量。
適合場景:適用于中小型焚燒廠,成本較低但效率較低(約30~50%)。
SCR(選擇性催化還原)
催化劑選擇:常用釩鎢鈦催化劑,但垃圾煙氣中的重金屬(如Pb、As)、粉塵和酸性氣體(SO2、HCl)易導(dǎo)致催化劑中毒。
溫度匹配:中溫SCR(180~300℃)需避免煙氣再熱能耗過高;低溫SCR(<180℃)需解決催化劑活性問題。
適合場景:高效(脫硝率>80%),但投資和運維成本高,需前置除塵、脫酸等工藝保護催化劑。
組合工藝:SNCR+SCR聯(lián)合可平衡效率與成本,需注意系統(tǒng)協(xié)同控制。
成分復(fù)雜性:垃圾焚燒煙氣含高濃度粉塵、酸性氣體(HCl、SO2)、重金屬及二噁英,可能堵塞催化劑或引發(fā)副反應(yīng)(如SO2氧化為SO3)。
氧含量波動:垃圾熱值不穩(wěn)定導(dǎo)致煙氣氧含量變化,影響還原劑(如氨)與NOx的反應(yīng)路徑。
氨氮比(NSR):通??刂圃?.0~1.2,過高增加氨逃逸,過低降低脫硝效率。
混合均勻性:還原劑需與煙氣充分混合,避免局部濃度過高或過低。
空速(GHSV):SCR系統(tǒng)中,過高的空速會縮短煙氣與催化劑接觸時間,降低效率。
噴射系統(tǒng)設(shè)計:SNCR的噴嘴需耐高溫、防堵塞,位置應(yīng)避開高溫腐蝕區(qū)域。
催化劑管理:SCR需定期清灰(如聲波吹灰)、監(jiān)測活性,更換周期通常2~5年。
防腐措施:氨逃逸與SO3可能形成硫酸氫銨(ABS),造成下游設(shè)備(空預(yù)器、除塵器)腐蝕。
氨逃逸:需安裝氨逃逸監(jiān)測儀(通常要求<3 ppm),必要時增設(shè)濕式洗滌塔。
N2O生成:高溫下尿素分解可能產(chǎn)生溫室氣體N2O,需優(yōu)化噴射溫度。
與脫酸、除塵協(xié)同:SCR通常布置在除塵(如布袋)和脫酸(如半干法)之后,以減少催化劑堵塞。
能耗問題:煙氣再熱(如SCR前加熱)會增加能耗,可考慮余熱回收或低溫催化劑。
排放標準:需符合當(dāng)?shù)豊Ox限值(如中國GB 18485-2014要求≤250 mg/m3)。
在線監(jiān)測:CEMS系統(tǒng)需定期校準,確保NOx、氨逃逸等數(shù)據(jù)準確。
還原劑成本:液氨、尿素或氨水的選擇需考慮儲存安全性和價格。
催化劑壽命:通過預(yù)處理(如噴活性炭吸附重金屬)延長催化劑使用時間。
前期設(shè)計:根據(jù)垃圾成分、熱值波動選擇合適工藝,預(yù)留調(diào)整空間。
運行中:密切監(jiān)控溫度、氨逃逸及催化劑狀態(tài),及時調(diào)整噴氨策略。
維護保養(yǎng):定期清理噴射系統(tǒng)和催化劑,避免因積灰或中毒導(dǎo)致效率下降。
通過精細化控制,可在滿足環(huán)保要求的同時降低運行成本。
原理:在催化劑(如V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-WO<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>)作用下,向煙氣中噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),使NO<sub>x</sub>轉(zhuǎn)化為N<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
適用溫度:300~400℃(通常布置在鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前)。
優(yōu)點:脫硝效率高(可達90%以上),技術(shù)成熟,應(yīng)用最廣。
缺點:催化劑昂貴,易中毒(如砷、堿金屬),NH<sub>3</sub>逃逸可能造成二次污染。
原理:在高溫(900~1100℃)下直接噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),無需催化劑,NO<sub>x</sub>被還原為N<sub>2</sub>。
反應(yīng)式:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
適用溫度:需嚴格控制溫度窗口(溫度過低反應(yīng)不完全,過高NH<sub>3</sub>會被氧化成NO)。
優(yōu)點:設(shè)備簡單,投資低,適合中小型鍋爐。
缺點:脫硝效率較低(30%~70%),氨逃逸率高。
原理:通過優(yōu)化燃燒方式(如分級燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO<sub>x</sub>生成。
主要方法:
空氣分級燃燒:控制燃燒區(qū)氧濃度,抑制NO<sub>x</sub>生成。
燃料分級燃燒:先燃燒部分燃料,再補燃剩余燃料,降低峰值溫度。
煙氣再循環(huán)(FGR):將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
優(yōu)點:成本低,適用于新建或改造鍋爐。
缺點:單獨使用脫硝效率有限(30%~50%),通常需配合SCR/SNCR。
鍋爐脫硝(去除氮氧化物,NOx)的主要方法可分為?燃燒控制技術(shù)?和?煙氣處理技術(shù)?兩大類,具體如下:
通過優(yōu)化燃燒過程減少NOx生成,常見方法:
低氮燃燒器(LNB)
通過分級燃燒、降低氧濃度等方式抑制NOx形成。
空氣分級燃燒(OFA)
將燃燒空氣分階段注入,降低高溫區(qū)氧含量。
燃料分級燃燒(Reburning)
主燃燒區(qū)后噴入二次燃料(如天然氣),還原已生成的NOx。
煙氣再循環(huán)(FGR)
將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
對已生成的NOx進行化學(xué)處理,主流方法:
選擇性催化還原(SCR)
原理:在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入氨(NH?),將NOx還原為N?和H?O。
效率:可達80%~90%。
溫度要求:300~400℃(需布置在省煤器與空預(yù)器之間)。
選擇性非催化還原(SNCR)
原理:在高溫區(qū)(900~1100℃)直接噴入氨或尿素,無催化劑還原NOx。
效率:30%~70%,成本低于SCR但效率較低。
聯(lián)合脫硝技術(shù)(SCR+SNCR)
結(jié)合兩者優(yōu)勢,提高脫硝效率(可達70%~85%)。
氧化吸收法
先用臭氧(O?)或次氯酸鈉(NaClO)將NO氧化為易溶于水的NO?,再用堿液吸收。
效率需求:高濃度NOx優(yōu)先選SCR。
成本限制:SNCR或低氮燃燒改造更經(jīng)濟。
空間限制:SCR需預(yù)留催化劑安裝空間。
通過系統(tǒng)排查和針對性優(yōu)化,脫硫效率通常可提升至95%以上(石灰石-石膏法設(shè)計效率一般為90-98%)。若問題持續(xù),建議委托專業(yè)團隊進行性能診斷試驗。
]]>通過以上措施,可系統(tǒng)性解決脫硫效率低的問題,同時提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。如需具體方案設(shè)計或參數(shù)計算,可進一步提供工況細節(jié)(如煙氣量、SO?濃度、現(xiàn)有工藝等)。
]]>技術(shù) | 脫硫效率 | 成本 | 副產(chǎn)物 | 適用場景 |
---|---|---|---|---|
石灰石-石膏法 | ≥95% | 高 | 石膏 | 大型電廠、高硫煤 |
干法/半干法 | 70~85% | 較低 | 灰渣 | 中小鍋爐、低硫煤 |
氨法脫硫 | ≥95% | 較高 | 硫酸銨化肥 | 需化肥副產(chǎn)品的場合 |
海水脫硫 | 90~95% | 中(需臨海) | 無害海水 | 沿海電廠 |
石灰石-石膏法適合大型、高硫排放源,雖成本高但脫硫效果穩(wěn)定,副產(chǎn)物可資源化;而中小型設(shè)施或低硫工況可能傾向選擇干法/半干法以降低成本。實際選擇需綜合考慮排放標準、煤質(zhì)、場地及經(jīng)濟性等因素。
]]>焦爐煙氣脫硝(Denitrification)技術(shù)主要用于去除煙氣中的氮氧化物(NOx,包括NO和NO?),以滿足環(huán)保排放標準(如中國《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》GB 16171-2012)。以下是焦爐煙氣常見的脫硝形式及其特點:
在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入還原劑(氨氣NH?或尿素溶液),將NOx還原為N?和H?O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
在高溫爐膛(900~1100℃)噴入尿素或氨水,無需催化劑,直接還原NOx。
反應(yīng)式(以尿素為例):
2NO+CO(NH2)2+?O2→2N2+CO2+2H2O
利用臭氧(O?)將難溶于水的NO氧化為易溶的NO?或N?O?,再用堿液(如NaOH)吸收。
反應(yīng)式:
NO+O3→NO2+O2NO2+O3→N2O5N2O5+2NaOH→2NaNO3+H2O
活性炭或活性焦吸附NOx,同時在表面催化還原為N?,或通過熱再生回收NOx副產(chǎn)品。
通過高壓放電產(chǎn)生等離子體,將NOx氧化為高價態(tài)(NO?、N?O?),再吸收或還原。
流程:
焦爐煙氣 → 余熱回收 → 半干法脫硫(如CFB)→ 除塵 → SCR脫硝 → 排放
優(yōu)勢:
關(guān)鍵問題:濕法脫硫后煙氣溫度低,需?GGH加熱?或采用?低溫SCR催化劑。
脫硝技術(shù) | 脫硝效率 | 溫度要求 | 優(yōu)點 | 缺點 |
---|---|---|---|---|
SCR | 80%~95% | 180~400℃ | 高效、成熟 | 催化劑成本高,怕中毒 |
SNCR | 30%~50% | 900~1100℃ | 無催化劑,投資低 | 效率低,溫度要求嚴 |
臭氧氧化 | 60%~80% | 常溫 | 適合低溫?zé)煔?/td> | 臭氧能耗高,運行費高 |
活性炭法 | 70%~90% | 100~150℃ | 一體化脫硫脫硝 | 投資和運行成本極高 |
需根據(jù)?煙氣參數(shù)(NOx濃度、溫度)、排放標準、投資預(yù)算 綜合選擇。
根據(jù)具體鍋爐參數(shù)(規(guī)模、燃料類型、煙氣溫度、排放標準)和預(yù)算,建議委托專業(yè)環(huán)保公司進行工藝設(shè)計和模擬優(yōu)化。
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