烟气脱硝

时间:2017-08-02    来源:未知

1烟气脱硝技术研发

目前烟气脱硝技术主要有选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)法、氧化吸收法、吸附法(活性炭)。其中以选择性催化还原(SCR)技术最为成熟,应用最广。现将主流的三种工艺分析对比如下。

序号 工艺名称 基本原理 投资成本 运行成本 工艺特点
1 选择性催化还原法(SCR) 在催化剂、氧气和氨存在的条件下,在一定的温度范围(200-450℃)内,还原剂(氨)有选择地将烟气中的NOx还原生成对环境无害的N2和H2O。
主要反应为:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O;
中等 1、适用于烟气流量大,NOx浓度高,连续排放源。
2、脱硝效率高(85%以上),运行稳定可靠;
3、产物为氮气N2和水H2O,无任何二次污染;
4、流程简单,系统阻力小;工艺设备紧凑,占地面积较小;
5、催化剂的投资相对较高。
2 氧化吸收法 一般而言,烟气中的NOx95%的以NO存在,5%以NO2存在。NO2可溶于水或碱液,NO不可溶于水或碱液。氧化吸收法即是先利用氧化剂臭氧(O3)或双氧水(H2O2)等先将烟气中的NO氧化为NO2,即:NO+O3=NO2+O2;之后再利用水或碱性溶液将NO2进行吸收脱除。
也可利用高锰酸钾或二氧化氯进行氧化。
中等 1、运行成本高,每脱除1kgNO需1.5kgO3
2、产物为硝酸盐或亚硝酸盐混合溶液;
3、脱硝效率中等;
4、适用于烟气流量小,NOx浓度低,对脱硝效率要求不高的排放源;
5、臭氧发生器安全管理复杂,检修维护费用相对较高。
3 活性碳(焦)吸附 脱硝机理:部分NOx吸附于活性炭微孔,以脱除烟气中氮氧化物。另一机理即是以活性炭为催化剂,喷入氨水,烟气中的氮氧化物与氨发生还原反应生成氮气和水即:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O;
中等 1、可兼顾吸附脱硫,再脱附制硫酸或硫磺;
2、脱硝效率低;
3、活性炭自燃温度低,受高温、磨损等原因装置运行中易着火;;
4、系统阻力较大 ;
5、需使用特制活性炭(焦),更换投资较高。

因此,选择性催化还原(SCR)技术因无二次污染,脱硝效率高,运行可靠等而被广泛选用,该技术占已建脱硝设施的95%以上。

在此之前,受制于低温(低于320℃)下SCR催化剂催化活性及耐硫性能不佳, SCR技术主要用于处理烟气温度在350℃以上的高温烟气(如火电厂锅炉烟气)。

经研究工作者数十年的研发,目前已研制出适用于低温烟气工况下的SCR催化剂,由合肥工业大学张先龙博士课题组研发,湖北思搏盈环保科技有限公司生产的中低温SCR催化剂即是其中的典型代表,填补了中低温烟气SCR脱硝的技术空白。现已投入工业化应用十余例。各工程案例的运行情况表明,该催化剂在中低温状态下,表现出良好的催化活性和抗硫抗尘性能。

2中低温SCR脱硝技术基本原理

中低温选择性催化还原法 (selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术,是相对于高温(>350℃)烟气(如电厂锅炉烟气等)SCR脱硝技术而言,是指在中低温(200-320℃)状态下,通过该技术对烟气中的NOx实现脱除的过程。核心反应即:还原剂(NH3)在催化剂的作用下,将烟气中NOx还原为氮气和水。

化学反应方程式如下:

4NO+ 4NH3+O2→ 4N2+6H2O

4NO2+2NH3+O2→3N2+6H2O

烟气脱硝

3工艺流程

中低温SCR脱硝工艺流程图如下:

烟气脱硝