燃煤鍋爐煙氣脫硝技術(shù)初探

1、燃煤鍋爐煙氣脫硝技術(shù)初探 燃煤鍋爐煙氣脫硝技術(shù)初探 摘 要：文章針對(duì)燃煤鍋爐煙氣的根本特點(diǎn)，分析探討煙氣脫硝的主要工藝方法，同時(shí)針對(duì)其特點(diǎn)重點(diǎn)對(duì)選擇性的非催化復(fù)原技和選擇性催化復(fù)原技術(shù)實(shí)施研究與比照，低溫型煙氣脫硝技術(shù)為煙氣脫硝未來(lái)開(kāi)展的趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐 煙氣脫硝 技術(shù) 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷開(kāi)展，人們?nèi)找鎸?duì)環(huán)境的破壞，環(huán)境污染早已成為一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。特別是氮氧化物對(duì)大氣的污染，是全世界人們關(guān)注的環(huán)境污染的焦點(diǎn)問(wèn)題。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國(guó)67%氮氧化物排放量都是來(lái)自于煤炭的燃燒，另外有一半以上是發(fā)電和供暖鍋爐燃燒所誘發(fā)的，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國(guó)的氮氧化物排放量已超過(guò)我國(guó)上世紀(jì)九十年代

2、氮氧化物排放量的兩倍，而且該數(shù)字還在每年遞增。按照現(xiàn)在的氮氧化物排放增長(zhǎng)速度來(lái)看，到2021年我國(guó)的氮氧化物的排放量可能會(huì)直接超越美國(guó)而成為氮氧化物排放量最大的國(guó)家。而按照我國(guó)相關(guān)要求，氮氧化物的排放量必須要有減而無(wú)增，所以對(duì)氮氧化物排放量的控制也刻不容緩。 1.煙氣脫硝技術(shù)分析 所謂煙氣脫硝技術(shù)在我國(guó)的開(kāi)展實(shí)際上非常遲，煙氣脫硝的概念還是上世紀(jì)八十年代才得以被國(guó)人認(rèn)識(shí)，該技術(shù)當(dāng)時(shí)主要是用在電廠鍋爐煙氣脫硝中，對(duì)煙氣實(shí)施脫硝處理的根本方法實(shí)際上有很多，通?？梢苑譃闈穹?、干法以及半干法脫硝【1】。而在這三種技術(shù)中，干法又可以根據(jù)脫硝原理分為選擇性催化復(fù)原法以及非催化復(fù)原法、電子束照法、光催化法和

3、碳熱復(fù)原法；另外濕法可根據(jù)脫硝性質(zhì)分為水吸收法、堿吸收法以及洛合吸收法、水吸收法、半干法可按照原理分為吸收法、催化氧化法以及活性碳吸收法【2】。 2.煙氣脫硝技術(shù)的根本特點(diǎn) 上文中已經(jīng)提到，所謂煙氣脫硝技術(shù)其根本特點(diǎn)有下面三個(gè)：即濕法脫硝、干法脫硝以及半干法脫硝。濕法脫硝由于其脫硝的效率其他兩種方法而言較低，同時(shí)操作也較為繁瑣，對(duì)吸收劑的要求以及消耗均非常高，另外運(yùn)行的費(fèi)用也極高，直接會(huì)誘發(fā)二次污染，所以在條件運(yùn)行的情況下一般不使用此方法。干法脫硝的脫硝效率非常高，脫硝速度快，其工藝流程較為簡(jiǎn)單，容易對(duì)要求實(shí)施控制，另外操作較為穩(wěn)定，設(shè)備的運(yùn)行可靠。而半干法脫硝那么對(duì)吸收劑的來(lái)源有一定的要求，

4、另外工藝也較為復(fù)雜，脫硝本錢(qián)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干法脫硝，另外設(shè)備的運(yùn)行也存在不穩(wěn)定情況。 3.常用脫硝技術(shù) 實(shí)際上對(duì)于濕法、干法以及半干法煙氣脫硝技術(shù)而言，干法的使用非常普遍，這主要是因?yàn)楦煞撓醯墓に嚵鞒滔鄬?duì)其他兩種方法的工藝流程更加簡(jiǎn)單，同時(shí)脫硝的效率非常高，脫硝過(guò)程中不需要供水同時(shí)脫硝完成之后不需要實(shí)施廢水處理工作。就當(dāng)前干法脫硝來(lái)說(shuō)，方法也有很多，現(xiàn)階段已實(shí)際使用的有十多種，另外使用最廣泛的脫硝手段就是選擇性非催化復(fù)原方法以及選擇性催化復(fù)原法，即 3.1 非催化復(fù)原脫硝技術(shù) 所謂非催化復(fù)原脫硝技術(shù)，就是把NH3和氮氧化物實(shí)施混合，同時(shí)實(shí)施高溫加熱出來(lái)，這樣就能夠使其出現(xiàn)化學(xué)反響，借助NH3的復(fù)

5、原性可以把氮氧化物復(fù)原成水與N2【3】。該方法的根本脫硝原理是：4NH3+4NO+O2化學(xué)反響生成4N2+6H2O，4NH3+2NO+O2化學(xué)反響生成3N2+6H2O，在這些化學(xué)反響中，實(shí)際上就是非催化脫硝的根本脫硝技術(shù)【4】。 3.1.1燃煤鍋爐的非催化復(fù)原脫硝方法 實(shí)際上非催化復(fù)原脫硝技術(shù)在鍋爐的使用中非常早，根本原理是把氨或者尿素當(dāng)成復(fù)原劑直接將其噴入爐膛1000攝氏度的區(qū)域中，將爐膛當(dāng)成非催化復(fù)原脫硝反響容器，借助高溫最大限度的復(fù)原氮氧化物。 3.1.2 非催化復(fù)原脫硝技術(shù)設(shè)備組成分析 該復(fù)原技術(shù)工藝流程較為簡(jiǎn)單，主要由復(fù)原劑貯槽、配套控制儀表以及復(fù)原劑多層噴入設(shè)備組合而成。 3.2催

6、化復(fù)原脫硝技術(shù) 催化復(fù)原煙氣脫硝技術(shù)實(shí)際上是在某種特定的條件下，同時(shí)在催化劑的作用下，氮氧化物被NH3復(fù)原成能夠?qū)Υ髿鉀](méi)有污染的水分子與N2。其脫硝的反響機(jī)理是：NO+NO2+2NH3化學(xué)反響成為2N2+3H2O 3.2.1催化劑 需要特別注意的是，催化劑SCR為選擇性催化復(fù)原劑的脫硝工藝核心技術(shù)，其依據(jù)煙氣的溫度、灰塵的磨損程度、流速以及含塵量等，選擇使用完全不同性能的催化劑，而催化劑又為活性物質(zhì)和載體組成，局部還參加成型劑與造孔物質(zhì)，這樣根據(jù)要求制作成所需要的孔結(jié)構(gòu)與形狀。一般經(jīng)常使用的選擇性催化復(fù)原劑可以應(yīng)用TiO2為主要載體的MoO3和V2O5等金屬質(zhì)氧化物。其反響的溫度通?？梢缘竭_(dá)2

7、80攝氏度-450攝氏度。而載體的形狀也各不相同，有網(wǎng)狀、片狀、波紋式以及蜂窩式、柱狀、秋狀等。全新的催化劑效率相對(duì)傳統(tǒng)催化劑要高的很多，特別是MnOX-CoOX/TiO2等全新低溫蜂窩催化劑，這樣就可以把選擇性催化復(fù)原法煙氣脫硝的溫度降到小于120攝氏度。 3.2.2燃煤鍋爐選擇性催化復(fù)原法脫硝方法 正常情況下，電廠和工業(yè)鍋爐安裝選擇性催化復(fù)原法的脫硝裝置有下面幾個(gè)方法：首先是高溫高塵式，一般選擇性催化復(fù)原法設(shè)置在鍋爐煙氣出口和空氣預(yù)熱器二者之間；其次，高溫低塵式方式，即選擇性催化復(fù)原法設(shè)置于高溫電除塵器后；最后是低溫低塵式，即選擇性催化復(fù)原法設(shè)置于省煤器尾部煙道的出口后部，依據(jù)以上三種完全

8、不同的裝置方法，其選擇性催化復(fù)原法的運(yùn)行工作條件也要具體問(wèn)題具體分析。高溫高塵式裝置，反響溫度相對(duì)較高，催化劑的活性好，不過(guò)因?yàn)榇呋瘎┨幵跐鈮m中，容易誘發(fā)堵塞以及中毒等現(xiàn)象，最大限度的縮短催化劑的使用壽命；高溫低塵式裝置，對(duì)于節(jié)約能源以及降低消耗、維護(hù)操作等非常不利，其操作等相對(duì)較為繁瑣；低溫低塵式裝置，不但沒(méi)有飛灰堵塞，同時(shí)使用全新低溫催化劑不會(huì)消耗動(dòng)力，能夠有效降低污染。 3.2.3選擇性催化復(fù)原法設(shè)備的組成 其脫硝裝置由儀表控制系統(tǒng)、氨存儲(chǔ)供給系統(tǒng)以及選擇性催化復(fù)原法反響器等組成。 4.選擇性催化復(fù)原法與選擇性非催化復(fù)原法比照 選擇性非催化復(fù)原法和催化劑有所不同，其脫硝的效率相對(duì)較低，通

9、常不會(huì)超過(guò)60%，同時(shí)復(fù)原劑的消耗往往也非常大，需要有著較高NH3/NOX比值。在反響過(guò)程中，往往需要很多的外部條件，比方反響溫度要到達(dá)一定值，因此在催化過(guò)程中需要很好的掌握同時(shí)控制反響區(qū)溫度，如果反響區(qū)溫度太低，那么脫硝的轉(zhuǎn)化率也不高，溫度如果太高，那么就會(huì)誘發(fā)NH3的氧化，出現(xiàn)多余NOX。 結(jié)語(yǔ) 總而言之，兩種不同的煙氣脫硝技術(shù)均有著不同的特點(diǎn)，其中低溫型選擇性催化復(fù)原法以低溫、低本錢(qián)以及高壽命等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)也正式低溫選擇性催化復(fù)原法能夠領(lǐng)先于別的煙氣脫硝技術(shù)的原因，符合現(xiàn)階段我國(guó)可持續(xù)開(kāi)展戰(zhàn)略目標(biāo)。所以，通過(guò)分析研究不難發(fā)現(xiàn)，低溫型選擇性催化復(fù)原法煙氣脫硝技術(shù)為深遠(yuǎn)開(kāi)展的煙氣凈化技術(shù)，符合我國(guó)的開(kāi)展戰(zhàn)略目標(biāo)與我國(guó)國(guó)情，其能夠有效運(yùn)用于燃煤鍋爐煙氣脫硝中。 參考文獻(xiàn) 【1】 曾昭良，宋曉.湖南煙氣脫硝技術(shù)獲重大突破J. 創(chuàng)造與創(chuàng)新. 2021，12：95955. 【2】 宋衛(wèi)娜.淺談混合法煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用及