SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)能夠顯著提高脫硝效率。通過SNCR階段初步去除部分NOx,再利用SCR階段進一步處理剩余的NOx,整體脫硝效率可以達到80%以上,甚至在某些情況下可以達到90%以上。這種組合方式不僅彌補了單一技術(shù)的不足,還充分利用了兩種技術(shù)的優(yōu)點。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)在經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)初步降低了NOx濃度,因此SCR階段所需的催化劑用量和反應(yīng)器體積得以減少,從而降低了整體投資和運行成本。此外,由于催化劑用量減少,系統(tǒng)的壓降也相應(yīng)減小,這進一步降低了運行費用。
第三,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)具有良好的空間適應(yīng)性。由于SCR反應(yīng)塔體積較小,特別適合空間受限的場合。同時,該技術(shù)簡化了還原劑噴射系統(tǒng)的設(shè)計,無需設(shè)置復(fù)雜的旁路系統(tǒng),減少了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度和對場地的要求。
第四,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)還具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)進行了初步脫硝,SCR階段主要處理未反應(yīng)的NOx,因此氨逃逸率較低,通常小于4mg/Nm3。此外,由于減少了催化劑用量,有助于控制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,從而減少NH4HSO4的生成,降低對下游設(shè)備的腐蝕危害。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效的NOx去除,還能在經(jīng)濟性和空間適應(yīng)性方面提供顯著優(yōu)勢,并且具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制能力。這種技術(shù)適用于燃煤電廠、垃圾焚燒爐等多種工業(yè)應(yīng)用場景,是一種成熟且高效的煙氣治理方案。
]]>技術(shù)成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術(shù),自20世紀80年代以來廣泛應(yīng)用于全球的火電廠中。其技術(shù)已經(jīng)非常成熟,運行可靠性高,設(shè)備和技術(shù)容易獲取。
資源豐富且價格低廉:石灰石作為脫硫劑,來源廣泛且價格便宜。石灰石資源豐富,易于運輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟上具有很大的優(yōu)勢。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通??梢赃_到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴格的環(huán)保要求。
適應(yīng)性強:石灰石-石膏法對煤種變化、負荷變化和脫硫率變化具有較強的適應(yīng)性,特別適用于大容量機組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏是一種有價值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應(yīng)用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無氨逃逸問題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問題,也無氨逃逸問題,這使得其在實際應(yīng)用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點,如初期投資和運行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復(fù)雜等,但其綜合優(yōu)勢使其成為目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟性和高效性而被廣泛采用。
]]>技術(shù)規(guī)范與設(shè)計要求:
脫硫裝置的設(shè)計和施工應(yīng)符合國家和行業(yè)標準《煙氣循環(huán)流化床法煙氣脫硫工程通用技術(shù)規(guī)范》(HJ 178—2018)等。
施工過程中使用的設(shè)備、材料必須符合國家標準,并取得供貨商的產(chǎn)品合格證后方可安裝和使用。
工程驗收應(yīng)按相應(yīng)專業(yè)驗收規(guī)范執(zhí)行,包括土建施工質(zhì)量驗收、機械設(shè)備安裝質(zhì)量驗收、電氣裝置驗收等。
運行與維護:
脫硫裝置的運行應(yīng)根據(jù)燃料、原料及主體工程負荷的變化及時調(diào)整,確保SO2連續(xù)穩(wěn)定達標排放。
定期檢查和維護各類設(shè)備、電氣和自控儀表,確保裝置穩(wěn)定可靠運行。
在停運時,需及時排空并清洗管道和設(shè)備,避免二次污染。
維護人員應(yīng)熟悉維護保養(yǎng)規(guī)定,定期檢查、更換或維修必要部件,并做好詳細記錄。
安全管理:
脫硫裝置不得在超過設(shè)計負荷的條件下長期運行。
應(yīng)制定脫硫工程事故應(yīng)急預(yù)案,儲備應(yīng)急物資,并定期組織相關(guān)演習(xí)。
在操作過程中,應(yīng)嚴格遵守安全操作規(guī)程,操作人員需接受培訓(xùn),掌握脫硫塔操作要領(lǐng),正確穿戴個人防護用品。
環(huán)境保護:
脫硫廢水處理系統(tǒng)應(yīng)滿足國家及行業(yè)標準,并定期檢查吸收塔、換熱器等設(shè)備的腐蝕、結(jié)晶和堵塞情況。
副產(chǎn)品應(yīng)妥善堆放、貯存、運輸和利用,避免二次污染。
對可能產(chǎn)生粉塵污染的裝置,宜采用全負壓密閉操作,并盡量實現(xiàn)機械化和自動化作業(yè)。
經(jīng)濟性與效率:
脫硫系統(tǒng)的增容改造應(yīng)提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和效率,以滿足高硫煤種的環(huán)保排放要求。
通過技術(shù)改造,如增加噴淋層、液體再分布裝置等,可以有效降低二氧化硫排放濃度。
其他注意事項:
在脫硫系統(tǒng)中,應(yīng)避免將固體脫硫劑直接加入系統(tǒng),再生停留時間應(yīng)控制在12-15分鐘。
脫硫液溫度應(yīng)控制在35-45°C之間,操作要平穩(wěn),保持再生槽硫沫連續(xù)溢流。
脫硫改造需要綜合考慮技術(shù)規(guī)范、運行維護、安全管理、環(huán)境保護以及經(jīng)濟性等多個方面,以確保改造后的系統(tǒng)能夠安全、高效、穩(wěn)定地運行。
]]>選擇合適的脫硝工藝:根據(jù)氮氧化物的原始濃度、排放限值以及運行成本等因素,選擇適合的脫硝工藝。常見的脫硝方法包括選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR),以及其他如氧化法和低氮燃燒工藝等。
控制脫硝劑的使用:在SCR工藝中,催化劑的最佳活性溫度范圍是300-420℃,因此需要嚴格控制煙氣溫度。同時,噴氨流量和稀釋風(fēng)流量需要根據(jù)鍋爐負荷的變化進行調(diào)整,以優(yōu)化運行參數(shù)并提高經(jīng)濟性。
氨泄漏的預(yù)防與控制:在使用液氨作為還原劑時,必須采取有效的措施防止氨氣泄漏,確保廠界氨氣濃度符合相關(guān)標準。此外,氨區(qū)應(yīng)設(shè)置防曬、防雨及噴淋設(shè)施,并定期檢查這些設(shè)施以確保其處于備用狀態(tài)。
設(shè)備的安全運行與維護:在煙氣脫硝系統(tǒng)運行過程中,應(yīng)嚴格執(zhí)行安全規(guī)程,包括對設(shè)備進行定期檢查和維護,以及制定應(yīng)急預(yù)案。對于可能出現(xiàn)的故障,應(yīng)及時處理并記錄事故情況,以便總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。
防腐蝕措施:在煙氣脫硝過程中,需要采取一系列防腐蝕措施,如減少煤氣媒介中的濕分含量,防止酸性氣體電離和電化學(xué)腐蝕,從而延長設(shè)備的使用壽命。
二次污染的控制:在設(shè)計脫硝工程時,應(yīng)考慮二次污染的控制措施,例如廢水處理和噪聲控制等,以符合國家及地方的環(huán)保法規(guī)和標準。
催化劑的選擇與維護:SCR脫硝催化劑的選擇應(yīng)考慮其高效性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性,同時要防止催化劑受潮或腐蝕。如果催化劑發(fā)生堵塞或腐蝕現(xiàn)象應(yīng)及時更換。
通過以上措施,可以有效提高煙氣脫硝系統(tǒng)的運行效率和安全性,減少對環(huán)境的影響。
]]>SCR脫硝的基本流程如下:
氨水制備:氨水通常以20%的質(zhì)量濃度提供,通過氨水泵從儲罐中抽出,并經(jīng)過稀釋處理,形成適合反應(yīng)的濃度,例如5%的氨水溶液。
氨水蒸發(fā):在SCR系統(tǒng)中,氨水通過蒸發(fā)器加熱轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨,然后與空氣混合,形成合適的氨氣濃度,通常為5%左右。
噴射系統(tǒng):蒸發(fā)后的氨氣通過噴槍均勻地噴入SCR反應(yīng)器入口煙道中,與煙氣充分混合。噴槍的設(shè)計需要確保氣態(tài)氨和煙氣的均勻混合,以提高脫硝效率。
SCR反應(yīng)器:在SCR反應(yīng)器內(nèi),氨氣在催化劑的作用下與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng),生成氮氣和水。SCR催化劑通常由V2O5、WO3及MoO3等金屬氧化物組成,工作溫度范圍為320℃至430℃。
煙氣處理:經(jīng)過SCR反應(yīng)器處理后的凈煙氣,通過除塵器、引風(fēng)機等設(shè)備進一步處理后排放。SCR系統(tǒng)通常布置在鍋爐尾部,以確保煙氣在進入電除塵器或脫硫系統(tǒng)之前完成脫硝。
氨逃逸控制:為了減少氨逃逸,SCR系統(tǒng)通常配備聲波吹灰器,定時對催化劑進行吹掃,以保持催化劑活性并延長其使用壽命。
經(jīng)濟性分析:SCR脫硝技術(shù)在電廠低質(zhì)量濃度NOx的脫除中具有顯著的經(jīng)濟效益,尤其是在需要滿足超低排放要求的情況下,通過增設(shè)脫硝催化劑層數(shù)可以進一步提高脫硝效率。
SCR脫硝技術(shù)通過使用氨水作為還原劑,在催化劑的作用下將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O,從而達到環(huán)保排放標準。該技術(shù)不僅適用于燃煤電廠,也廣泛應(yīng)用于工業(yè)爐窯等領(lǐng)域的煙氣治理。
]]>氨法脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率,通??梢赃_到95%以上,且副產(chǎn)品硫酸銨具有較高的經(jīng)濟價值,可以作為化肥使用,因此在環(huán)保性和資源再生利用方面具有顯著優(yōu)勢。然而,氨法脫硫存在氨損失、能耗大以及加熱器材質(zhì)要求高等問題。此外,氨法脫硫系統(tǒng)不排廢水,但其漿液中的氯離子和氟離子濃度較高,可能導(dǎo)致腐蝕問題。
相比之下,石灰石-石膏法脫硫技術(shù)雖然占地面積較大,漿液循環(huán)量和耗電量較高,但其脫硫效率也高達95%,且運行成本已大幅降低。石灰石-石膏法的副產(chǎn)品為石膏,主要用于建材行業(yè),具有一定的市場價值。然而,該技術(shù)的缺點包括系統(tǒng)復(fù)雜、初始投資大、水耗大等。
從技術(shù)改造的角度來看,氨法脫硫改造為石灰石-石膏法脫硫需要考慮以下幾點:
設(shè)備調(diào)整:氨法脫硫塔的設(shè)計與石灰石-石膏法脫硫塔有所不同,需要對塔內(nèi)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以適應(yīng)石灰石-石膏法的工藝流程。
漿液制備:石灰石-石膏法需要將石灰石磨成粉并制成漿液,這與氨法脫硫的液氨或廢氨水不同,需要額外的設(shè)備和工藝來實現(xiàn)。
能耗與成本:石灰石-石膏法的能耗相對較高,且系統(tǒng)復(fù)雜度較高,因此改造過程中需要評估整體的能耗和運行成本是否合理。
安全性:石灰石-石膏法不涉及危險化學(xué)品的使用,安全性較高,而氨法脫硫存在氨泄漏的風(fēng)險,需要采取相應(yīng)的安全措施。
環(huán)保性:石灰石-石膏法的副產(chǎn)品石膏可以用于建材行業(yè),而氨法脫硫的硫酸銨則可以作為化肥使用,兩者在環(huán)保性方面各有優(yōu)勢。
改造氨法脫硫為石灰石-石膏法脫硫是一個復(fù)雜的工程任務(wù),需要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性以及環(huán)保要求。建議在進行改造前進行全面的技術(shù)評估和經(jīng)濟分析,以確保改造后的系統(tǒng)能夠高效、安全地運行,并符合環(huán)保標準。
]]>SCR脫硝技術(shù)的基本原理是在催化劑的作用下,向溫度在160~400℃的煙氣中噴入氨水,選擇性地與NOx反應(yīng),生成氮氣和水,從而達到脫硝的目的。SCR脫硝技術(shù)具有高脫硝效率,通??梢赃_到90%以上,且不會造成環(huán)境污染。
在水泥窯煙氣處理中,SCR脫硝技術(shù)可以分為高溫脫硝和中低溫脫硝兩種工藝路線。高溫脫硝技術(shù)通常將SCR反應(yīng)塔設(shè)置在煙氣余熱鍋爐之后,利用余熱鍋爐中煙氣粉塵的自分離沉降作用,降低進入SCR反應(yīng)塔的煙氣粉塵濃度,減少催化劑磨損和堵塞風(fēng)險。 中低溫脫硝技術(shù)則對催化劑材料性能有新的要求,如中低溫催化反應(yīng)活性和高抗硫堿特性。
SCR脫硝系統(tǒng)的設(shè)計包括反應(yīng)塔設(shè)計、吹灰系統(tǒng)設(shè)計、噴氨系統(tǒng)設(shè)計以及自動控制與檢測系統(tǒng)。通過優(yōu)化設(shè)計,可以實現(xiàn)SCR脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效脫硝效果。 工程應(yīng)用案例顯示,中低溫SCR脫硝系統(tǒng)在長興南方熟料產(chǎn)量6400t/d運行情況下的氨水消耗小于2kg/t,系統(tǒng)脫硝熟料氨水成本在1.75元/t左右,可實現(xiàn)NOx排放值小于50mg/Nm3。
然而,SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)中的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,水泥窯尾煙氣的粉塵濃度顯著高于燃煤鍋爐,這增加了SCR脫硝系統(tǒng)的運行難度。 此外,SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用相對較晚,相關(guān)項目運行時間相對較短,且NOx控制排放的指標普遍較為寬松。
為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),一些研究和實踐表明,通過結(jié)合低氮燃燒、分級燃燒和SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù),可以進一步提高脫硝效率并滿足更嚴格的環(huán)保標準。例如,在某些歐洲水泥廠中,SCR裝置在某一段時間內(nèi)實現(xiàn)了200mg/m3以下的排放水平,證明SCR技術(shù)是可行的。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊,但需要針對水泥窯煙氣的具體特性進行優(yōu)化設(shè)計和工藝調(diào)整,以實現(xiàn)最佳的脫硝效果和經(jīng)濟效益。
]]>尿素溶液的制備:首先,將固體尿素與去離子水混合,制成濃度為40%至50%的尿素溶液。這一步通常在溶解罐中進行,尿素粉末通過螺旋給料機輸送到溶解罐里,然后用去離子水溶解。
尿素溶液的儲存與供應(yīng):制備好的尿素溶液儲存在儲罐中,儲罐通常設(shè)有加熱裝置以保持溶液溫度不低于40°C,以確保其流動性。尿素溶液通過供液泵、計量與分配裝置輸送到霧化噴嘴,然后進入絕熱分解器。
尿素溶液的熱解:在絕熱分解器中,尿素溶液被加熱至高溫(通常在600℃左右),在此過程中尿素分解生成氨(NH3)、二氧化碳(CO2)和水蒸氣。這個過程稱為尿素的熱解法。
氨氣的生成與噴射:分解產(chǎn)生的氨氣與稀釋空氣混合均勻后,通過噴槍噴入SCR反應(yīng)器中。噴槍通常使用雙流體霧化技術(shù),將尿素溶液霧化成微小顆粒,以增加與煙氣的接觸面積,提高反應(yīng)效率。
脫硝反應(yīng):在SCR反應(yīng)器中,氨氣與煙氣中的NOx在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng),生成氮氣和水。這一過程主要依賴于催化劑提供的活性位點,使氨與NOx充分反應(yīng)。
余氨去除與排放:為了防止氨氣的逃逸對環(huán)境造成影響,需要在SCR系統(tǒng)后設(shè)置氨氧化或吸收裝置,以去除可能殘留的氨氣,確保排放的煙氣符合環(huán)保標準。
系統(tǒng)控制與監(jiān)測:整個SCR系統(tǒng)由電控單元進行控制,根據(jù)煙氣流量、催化劑溫度和NOx濃度等參數(shù)精確計算所需的尿素噴射量,并通過傳感器進行實時監(jiān)測和調(diào)整,以確保系統(tǒng)的高效運行。
SCR脫硝技術(shù)通過尿素的熱解生成氨氣,并在催化劑的作用下將NOx還原為無害物質(zhì),從而達到減少氮氧化物排放的目的。這種方法相比傳統(tǒng)的SNCR技術(shù)具有更高的靈活性和效率,并且由于尿素的物理性質(zhì)較為安全,因此在工業(yè)應(yīng)用中得到了廣泛使用。
]]>半干法脫硫:在半干法脫硫中,生石灰通常經(jīng)過消化變?yōu)闅溲趸}漿液,然后噴入煙氣中進行反應(yīng)。這種情況下,脫硫溫度一般在70℃左右,煙氣未達到飽和,無需再熱即可排入煙囪。
干法脫硫:干法脫硫技術(shù)中,石灰粉經(jīng)過消化后進入反應(yīng)器,與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。干法的操作溫度一般控制在60-110℃之間。
濕法脫硫:在濕法脫硫工藝中,吸收塔入口煙氣的溫度一般建議為80℃到170℃之間,以確保脫硫效率。此外,有證據(jù)表明,濕法脫硫后的凈煙氣溫度一般在50-70℃之間,這取決于具體的工藝設(shè)計和操作條件。
其他情況:在某些特定的工藝如中,爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC),最佳的脫硫溫度范圍為850℃到1150℃。然而,這種方法主要用于高溫條件下的鍋爐煙氣處理。
生石灰煙氣脫硫所需的溫度范圍較廣,具體取決于所采用的脫硫技術(shù)和工藝條件。在實際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的工藝要求和設(shè)備條件來確定合適的溫度。
]]>干法脫硫的優(yōu)勢:
工藝簡單:干法脫硫的工藝流程相對簡單,設(shè)備簡單,占地面積小,投資和運行費用較低。
能耗低:干法脫硫過程中不需要大量的水和能源,因此可以節(jié)省能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
無腐蝕問題:由于不涉及大量水和化學(xué)反應(yīng),設(shè)備腐蝕程度較輕,延長了設(shè)備的使用壽命。
副產(chǎn)物易于處理:干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品通常是干燥的,更易于處理和運輸。
無需污水處理系統(tǒng):干法脫硫不需要額外的水處理系統(tǒng),節(jié)約水資源,避免了廢水處理的需求。
適用于低硫含量氣體:干法脫硫特別適合于含硫量較低的氣體,如天然氣、油田氣等。
濕法脫硫的優(yōu)勢:
高脫硫效率:濕法脫硫通常具有較高的脫硫效率,可達90%以上,甚至更高。
煙氣脫硫的基本原理及方法
煙氣脫硫的基本原理及方法
技術(shù)成熟:濕法脫硫技術(shù)較為成熟,生產(chǎn)運行安全可靠,適用范圍廣。
副產(chǎn)品易處理:濕法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品如石膏等可以回收利用,作為建筑材料或肥料。
反應(yīng)速度快:濕法脫硫的氣液反應(yīng)速度快,能夠迅速將煙氣中的二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
適用性強:濕法脫硫適用于各種規(guī)模的氣體處理,尤其在大型脫硫廠中廣泛應(yīng)用。
然而,每種方法也存在一些劣勢。例如,干法脫硫的脫硫效率通常低于濕法脫硫,并且設(shè)備龐大、投資大。而濕法脫硫則面臨設(shè)備復(fù)雜、運行維護成本高、能耗高等問題。
選擇合適的脫硫技術(shù)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求進行綜合考慮。例如,在水資源緊張的地區(qū),干法脫硫可能更為合適;而在需要高效脫硫且副產(chǎn)品可回收利用的情況下,濕法脫硫可能是更好的選擇。
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