考虑到我国企业的经济实力等元素,目前普遍采取先用低NOX燃烧技术再用烟气脱硝技术进一步脱除NOX的办法。环境治理任重道远,所以我国同时大力推进烟气脱硝技术国产化、工业化,吸取国外的先进经验,攻克NOX排放难题。
表1。1 SCR与SNCR工艺比较[8]
工艺名称 选择性催化还原法(SCR) 选择性非催化还原法(SNCR)
NOX脱除效率/% 70~90 30~80
操作温度/℃ 200~500 800~1100
NH3/NOX摩尔比 0。4~1。0 0。8~2。5
氨泄漏/10-6 <5 5~20
总投资 高 低
操作成本 中等 中等
1。3 SCR技术
随着我国对燃煤电厂NOX排放浓度的限制越来越严格且强制启动烟气脱硝技术,而由于SCR技术具有操作温度低,NOX脱除效率高,且无二次污染等优点,成为国内达标NOX排放标准的主流技术[10]。
1。3。1 SCR技术原理
烟气中的NOX的主要成分是NO和NO2,低温下,NOX与还原剂NH3反应缓慢,但加入催化剂之后,其反应可以在200~450℃之间进行,其反应方程式如下:
4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O
8NH3+6NO2+O2 7N2+12H2O
烟气中,NO大约占NOX总量的95%,而NO2仅占5%左右,因此式(1。1)为主反应。
除了以上两个化学反应,脱硝反应还伴随着以下几个副反应:
(1)SO2氧化反应:
2SO2+O2 2SO3
(2)NH3氧化反应:
4NH3+5O2 4NO+6H2O
4NH3+3O2 2N2+6H2O
(3)氨水和硫酸反应:
2NH3+H2O+SO3 (NH4)2SO4
NH3+H2O+SO3 NH4HSO4
其基本原理如图1所示:
图1。1 SCR法脱硝基本原理[10]
1。3。2 SCR工艺参数
(1)SCR脱硝效率文献综述
SCR脱硝效率的高低是衡量SCR脱硝效果的重要指标,其结果受多种因素制约。在工程应用在,一般设定初期脱硝率以及远期脱硝率。现定义η为脱硝效率:
式中:Cin、Cout分别为反应前、反应后NOX的浓度。
(2)SCR入口NOX浓度
由于锅炉燃烧的过程比较复杂、燃煤的成分差别较大,所以脱NOX入口的NOX浓度的波动幅度比较大且不规律。