由于炉内控制燃烧技术的局限性,造成氮氧化物的排放量达不到预期结果,花费的相同的投资,还是使用烟气脱硝的方式比较好。干法有SCR、SNCR、电子束脱硝工艺;无论是在干法类中,还是别的分类方法中,选择性催化还原法(selective catalytic reduction SCR)已经成为使用最广、成熟的主流工艺。这是因为它的的理想脱硝率可以达到92%左右,还具有易维护、装置构造简单、不易形成二次污染等特点。论文网
1。4 SCR 脱硝工艺原理及流程
1。4。1工艺原理
21世纪以来,国际上成熟的SCR脱硝工艺主要有两种,即氨法SCR脱硝和尿素法SCR脱硝,其原理都是依据氨对氮氧化物的还原属性,把氮氧化物还原为大气中含量很多的氮气和水,在使用催化剂的作用下,一般为金属催化剂,其氮氧化物一般为一氧化氮,氨在反应中作为还原剂,两种工艺的不同在与尿素法SCR脱硝工艺中,先要把尿素转化成氨之后,再送到SCR脱硝工艺反应器中反应,其转换方式为使用转换室设备,将尿素置于其中,设置混合时间,温度,然后从转换室出来的产物即为还原剂,通入反应室和氮氧化物反应[11]。转换室里尿素分解成氨的方式有两种,水解和热解法SCR脱硝工艺中,一般过程为,先将氨蒸发,然后混合空气或烟气,左后对准SCR脱硝反应器上方的烟气喷入。
表1 SCR脱硝工艺方程式
SCR脱硝反应器烟气状况 化学反应方程式
烟气中不含氧气 4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
烟气中含氧气 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
由表1的反应方程式可得出,还原一氧化氮的用氨量比还原二氧化氮少。但是在锅炉燃烧体系所产生的烟气中,二氧化氮所占比重不大,氮氧化物中大部分是一氧化氮,所以它所产生耗氨大的问题,影响不大。因为SCR脱硝工艺的脱硝率很高,进入反应的烟气中的氨,和氮氧化物反应接近百分百,有极少部分氨没有参加反应直接排出。就实际工业实践来说,工厂里如用的是新的催化剂,那么氨的逃逸量极低;随着使用时间的增加,伴随着催化剂自身的失活、催化剂表面被飞灰覆盖、催化剂中毒和烧结等状况的发生[13],氨的逃逸量就会开始增加。
在SCR脱硝工艺原理如图3所示,催化剂被固定安放在反应器中,烟气平行流进,然后混合氨,形成混合气,垂直流经催化剂表面。图3为脱硝工艺原理图,在实际工业应用中,烟气是自上向下流动。催化剂单元垂直分布。
图3 SCR脱硝工艺原理图
1。4。2工艺流程
SCR脱硝工艺的主要系统及设备,见表2。
表2 SCR脱硝设备
主要系统 主要设备
反应器/催化剂系统 反应器,催化剂,吹灰器
烟气/氨的混合系统 稀释风机,静态混合器,氨喷射格栅(AIG),空气/氨混合器
氨的储备与供应系统 卸料压缩机,氨蒸发器(电/蒸汽),氨罐,缓冲罐,稀释槽
烟道系统 挡板(有旁路),膨胀节,导流板,烟道
SCR的控制系统 DCS、PLC,仪表、盘柜等文献综述
工艺流程:还原剂从原料厂用卡车运至需要进行脱硝处理的工厂,还原剂氨储存在氨罐中运输吧,以液态的形式,还原剂在进入反应系统前,先用蒸发器蒸发为气态,然后注入SCR脱硝反应器;气态的氨和空气混合,混合氨进入SCR反应器前,和SCR上游的烟气混合,和烟气充分混合后进入SCR反应器催化剂表面进行反应,除去除去氮氧化物,生产氮气和水,减少大气污染。见图6