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五、 脱硝技术常见的脱硝技术中,根据氮氧化物的形成机理,降氮减排的技术措施可以分为两大类:一类是从源头上治理。控制煅烧中生成NOx。其技术措施:①采用低氮燃烧器;②分解炉和管道内的分段燃烧,控制燃烧温度;③改变配料方案,采用矿化剂,降低熟料烧成温度。另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx,其技术措施:①
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 脱硝技术


常见的脱硝技术中,根据氮氧化物的形成机理,降氮减排的技术措施可以分为两大类:

一类是从源头上治理。控制煅烧中生成NOx。其技术措施:①采用低氮燃烧器;②分解炉和管道内的分段燃烧,控制燃烧温度;③改变配料方案,采用矿化剂,降低熟料烧成温度。

另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx,其技术措施:①“分级燃烧 SNCR”,国内已有试点;②选择性非催化还原法(SNCR),国内已有试点;③选择性催化还原法(SCR),目前欧洲只有三条线实验;③SNCR/SCR联合脱硝技术,国内水泥脱硝还没有成功经验;④生物脱硝技术(正处于研发阶段)。


国内的脱硝技术,尚属探索示范阶段,还未进行科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行是否可靠?脱硝效率、运行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。


脱硝技术具体可以分为:

燃烧前脱硝:

(1)加氢脱硝、

(2)洗选

燃烧中脱硝:

1)低温燃烧、

2) 低氧燃烧、

3FBC燃烧技术、

4)采用低NOx燃烧器、

5)煤粉浓淡分离、

6)烟气再循环技术

燃烧后脱硝:

1)选择性非催化还原脱硝(SNCR)、

2) 选择性催化还原脱硝(SCR)、

3)活性炭吸附、

4)电子束脱硝技术



1. 选择性催化还原(SCR)脱硝技术

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SCR脱硝工艺是利用催化剂,在一定温度下(270~400℃),使烟气中的NOx与来自还原剂供应系统的氨气混合后发生选择性催化还原反应,生成氮气和水,从而减少NOx的排放量,减轻烟气对环境的污染。

SCR反应过程中使用的还原剂可以为液氨、氨水(25%NH3)或者尿素 。

SCR脱硝工艺系统可分为液氨储运系统(液氨为还原剂)、氨气制备和供应系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、烟气系统、SCR反应器系统和氨气应急处理系统等。

SNCR脱硝效率在大型燃煤机组中可达 25%40% ,对小型机组可达80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。

而选择性催化还原技术(SCR) 是目前最成熟的烟气脱硝技术它是一种炉后脱硝方法,最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行,是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下选择性地与 NOx 反应生成 N2 H2O, 而不是被 O2 氧化故称为选择性。目前世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种方法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水 ,还原剂为 NH3

目前,在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5V2 O5 -WO3V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃),不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏;如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。目前,国内外SCR系统大多采用高温催化剂,反应温度区间为315℃~400℃。该方法在实际应用中的优缺点如下。

优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,目前广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。

缺点:燃料中含有硫分燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加并与过量的 NH3 生成NH4HSO4NH4HSO4具有腐蚀性和粘性可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3 的生成量有限但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。






2. 选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术

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SNCR方法主要是将含氮的还原剂(尿素、氨水或液氨)喷入到温度为8501100℃ 的烟气中,使其发生还原反应,脱除NOx,生成氮气和水。由于在一定温度范围及有氧气的情况下,含氮还原剂对NOx的还原具有选择性,同时在反应中不需要催化剂,因此称之为选择性非催化还原。SNCR系统的主要设备均采用模块化设计,主要有还原剂储存与输送模块、稀释水模块、混合计量模块、喷射模块组成。





3. SNCR-SCR联合工艺脱硝技术

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SNCR/SCR联合工艺是将SNCR技术与SCR技术联合应用,即在炉膛上部8501100℃的高温区内,以尿素等作为还原剂,还原剂通过计量分配和输送装置精确分配到每个喷枪,然后经过喷枪喷入炉膛,实现NOx的脱除,过量逃逸的氨随烟气进入炉后装有少量催化剂的SCR脱硝反应器,实现二次脱硝。

SNCR/SCR混合法脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、SCR脱硝催化剂及反应器、电气控制系统等几部分组成。


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