環(huán)保部：重污染天氣持續(xù) 31個(gè)城市維持紅色預(yù)警
我公司專業(yè)從事水泥窯爐煙氣脫硫脫硝工程。
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SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝（4）鍋爐效率和煙氣量不發(fā)生變化；爐膛上噴入點(diǎn)的選擇，也就是所謂的溫度窗口的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為700℃~1 100℃,并隨反應(yīng)器類型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度窗口時(shí)，由于停留時(shí)間的限制，往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度較低反應(yīng)不夠徹底，從 在以尿素為還原劑的操作中，可能會(huì)有高至10%的NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O，不過這可以通過比較的操作條件控制而達(dá)到削減N2O生成的目的。另外，如果操作條件未能控制到的狀態(tài)，亦可排放出大量的CO。而造成NO的還原率較低，同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加也會(huì)造成氨氣泄漏。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度窗口時(shí)，NH3的氧化反應(yīng)開始起主導(dǎo)作用。
典型的SNCR系統(tǒng)由還原劑儲(chǔ)槽、 如圖1，典型的SNCR由還原劑儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置以及相應(yīng)的控制組成。它的工藝簡單，操作便捷。SNCR工藝可以方便地在現(xiàn)有裝置上進(jìn)行改裝。因?yàn)樗恍枰呋瘎┐矊�，而僅僅需要對(duì)還原劑的儲(chǔ)存設(shè)備和加以安裝，因而初始投資相對(duì)于SCR工藝來說要低得多，操作費(fèi)用與SCR工藝相當(dāng)。一般情況下SNCR可達(dá)到60%至70%的NOx還原率，足以有關(guān)環(huán)保要求。多層還原劑噴入裝置以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。它的工藝簡單，操作便捷。SNCR工藝可以方便地在現(xiàn)有裝置上進(jìn)行改裝。因?yàn)樗恍枰呋瘎┐矊�，稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝而僅僅需要對(duì)還原劑的儲(chǔ)存設(shè)備和噴射系統(tǒng)加以安裝，因而初始投資相對(duì)于SCR工藝來說要低得多，操作費(fèi)用與SCR工藝相當(dāng)。1. 概述一般情況下SNCR可達(dá)到60%至70%的NOx還原率，足以滿足有關(guān)環(huán)保要求。
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NCR工藝所用的兩種最基本的還原劑是無水泊液氨和尿素。
為了獲得理想的NOx脫除效率，還原劑的用量必須比化學(xué)計(jì)量的要多。大多數(shù)過量的還原劑分解為氮?dú)夂?/span>CO2，但是，也有微量的氨和CO會(huì)殘留在尾氣中，造成氨的泄漏問題。稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝其中氨的泄漏量一般小于2.5×10-5，比較好的情況下可以小于10-5。在用尿素作還原劑的情況下，其N2O的生成幾率要比用氨作還原劑大得多，這是因?yàn)槟蛩乜煞纸鉃?/span>HNCO，而HNCO又可進(jìn)一步分解生成為NCO，而NCO可與NO進(jìn)行反應(yīng)生成氧化二氮。
因?yàn)闆]有催化劑，因此，水泥窯爐脫硝還原反應(yīng)的溫度比較高，當(dāng)一次風(fēng)的空氣/煤粉比值在0-Cmax之間時(shí)，NOX的產(chǎn)生量隨空氣/煤粉比的而增大；在空氣/煤粉比接近Cmax時(shí)（煤中揮發(fā)性完全所需要的理論空氣量與煤粉量之比），NOX的產(chǎn)生量出現(xiàn)高值；當(dāng)空氣/煤粉比在Cmax-Cmin之間時(shí)，NOX的生產(chǎn)量隨空氣/煤粉比的而；在空氣/煤粉比接近Cmin時(shí)（煤粉完全所需要的理論空氣量與煤粉量之比），NOX的產(chǎn)生量達(dá)到低值；當(dāng)一次風(fēng)的空氣/煤粉比＞Cmin，NOX的產(chǎn)生量隨空氣/煤粉比的而急劇。比如水泥窯爐脫硝劑為氨時(shí)，反應(yīng)溫度窗為850~1100℃。當(dāng)煙氣溫度大于1050℃時(shí)，氨就會(huì)開始被氧化成NOx，稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝到1100℃，氧化速度會(huì)明顯加快，一方面，降低了水泥窯爐脫硝效率，另外一方面，增加了還原劑的用量和成本。當(dāng)煙氣溫度低于870℃時(shí)，Cn′Hm′+O2→CO2+H2O （6）水泥窯爐脫硝的反應(yīng)速度大幅降低。
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燃燒中脫氮主要是采用低NOx 燃燒技術(shù)(亦稱為一級(jí)脫氮) , SNCR工藝所用的兩種基本的還原劑是無水泊液氨和尿素。為了的NOx脫除效率，還原劑的用量必須比化學(xué)計(jì)量的要多。大多數(shù)過量的還原劑分解為和CO2，但是，也有微量的氨和CO會(huì)殘留在尾氣中，造成氨的泄漏問題。其中氨的泄漏量一般小于2.5×10-5，比的情況下可以小于10-5。在用尿素作還原劑的情況下，?O的生成幾率要比用氨作還原劑大得多，這是因?yàn)槟蛩乜煞纸鉃镠NCO，而HNCO又可進(jìn)一步分解生成為NCO，而NCO可與NO進(jìn)行反應(yīng)生成氧化二氮：該技術(shù)的目標(biāo)是減少爐內(nèi)燃燒過程中形成的NOx 量,這種技術(shù)的主要方法有:降低過�？諝庀禂�(shù);降低燃燒空氣溫度;二次燃燒;煙氣再循環(huán);改善燃燒器;爐內(nèi)水泥窯爐脫硝。燃燒后脫氮是從煙氣中脫氮,稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝即煙氣水泥窯爐脫硝(亦稱二級(jí)脫氮) 。煙氣水泥窯爐脫硝技術(shù)的主要方法有氣相反應(yīng)法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等,其中氣相反應(yīng)法又包括三類:電子束照射法和脈沖電暈等離子體法;選擇性催化還原法(SCR) 、SCR水泥窯爐脫硝主要由SCR催化反應(yīng)器、氨氣注入、煙氣旁路、氨的儲(chǔ)存和制備等組成。 SCR催化反應(yīng)器的布置，目前國內(nèi)外一般采用高塵布置，即布置在省煤器和空預(yù)器之間的高溫?zé)煹纼?nèi)。在該位置，煙氣溫度能夠達(dá)到反應(yīng)的佳溫度。因此本期工程水泥窯爐脫硝裝置擬采用高塵布置。 煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路，每路煙氣并行一個(gè)垂直布置的SCR反應(yīng)器里，即每臺(tái)鍋爐配有二個(gè)反應(yīng)器，煙氣經(jīng)過均流器后催化劑層。在煙氣催化劑層前設(shè)有氨氣注入，煙氣與氨氣充分混合后進(jìn)行催化劑反應(yīng)，NOX。反應(yīng)后的煙氣空預(yù)器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和水泥窯爐脫硫裝置后，煙囪。SCR反應(yīng)器布置在空預(yù)器上方。選擇性非催化還原法(SNCR) 和熾熱碳還原法;低溫常壓等離子體分解法等。
吸附法脫除NOx 。常用的吸附劑有分子篩、堿金屬能夠直接和活性位發(fā)生作用而使催化劑鈍化。因?yàn)镾CR的水泥窯爐脫硝反應(yīng)是發(fā)生在催化劑的表面，因此催化劑的失活程度依賴于表面上堿金屬的濃度。在水溶性的狀態(tài)下，堿金屬有很高的流動(dòng)性，能夠催化劑材料的內(nèi)部。因此對(duì)于整體式的蜂窩陶瓷類的催化劑來說，由于堿金屬的性，可以被整體式載體材料所稀釋，能夠?qū)⑹Щ钏俾省；钚蕴�、天然沸石、硅膠及泥煤等,其中有些吸收劑如硅膠、分子篩、活性炭等,兼有催化的性能,能將廢氣中的NO 催化氧化成NO2 ,稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝然后可用水或堿吸收而得以回收。吸附法水泥窯爐脫硝效率高,能吸收NOx ,1.1.1 低NOx技術(shù)但是因吸附量小,吸附劑用量多,設(shè)備龐大,再生頻繁等原因,應(yīng)用不廣泛。
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煙氣通過水泥窯爐脫硝設(shè)備,此時(shí)氣體溫度很高, (2)投資�。合鄬�(duì)于SCR的大約40美元kW-1 ~60美元kW-1的昂貴造價(jià)，由于簡單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價(jià)的尿素或液氨，所以SNCR大約5美元?kW-1 ~10美元kW-1的造價(jià)顯然更適合我國國情；一般利用氨氣作為反應(yīng)劑,在催化劑的作用下將NOx轉(zhuǎn)化為N2 和水,而作為空氣組成部分的N2 和水對(duì)大氣不會(huì)產(chǎn)生污染,稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝煙氣通過水泥窯爐脫硝設(shè)備處理后又通過電除塵器進(jìn)行除塵(除塵效率在99. 9 %以上) ,然后再借助鼓風(fēng)機(jī)的作用將煙氣傳送到水泥窯爐脫硫裝置,水泥窯爐脫硫裝置主要由洗滌塔組成,向塔中噴入石灰吸收液吸收煙氣中SO2 , （3）M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的可作為我國燃煤電廠，特別是大中型燃煤電廠控制NOX污染的手段之一。形成石膏,石膏和電除塵器分離出來的粉煤灰混合,進(jìn)行廢渣綜合利用。
同時(shí)水泥窯爐脫硫水泥窯爐脫硝技術(shù)能夠在一個(gè)過SCR的其它輔助設(shè)備和裝置主要包括SCR反應(yīng)器的入口和出口的管路，SCR的旁路管路，吹灰裝置，省煤器旁路管路，以及水泥窯爐脫硝裝置后需要升簡更換的尾部引風(fēng)機(jī)。程內(nèi)實(shí)現(xiàn)煙氣中SO2 和NOx的同時(shí)脫除。雖目前大多處于研究階段,離工業(yè)應(yīng)用尚有一定距離,但從發(fā)展趨勢來看,該類技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝運(yùn)行費(fèi)用低、脫除效率高等優(yōu)點(diǎn),特別是已有的幾種技術(shù)涵蓋了從常溫到高溫的溫度窗口,便于燃煤電廠根據(jù)鍋爐自身的運(yùn)行(1)熱力型NOx，指空氣中的在高溫下氧化而生成NOx。當(dāng)爐膛溫度在1350℃以上時(shí)，空氣中的在高溫下被氧化生成NOx ,當(dāng)溫度足夠高時(shí),熱力型NOx 可達(dá)20 %。過量空氣系數(shù)和煙氣停留時(shí)間對(duì)熱力型NOx 的生成有很大影響。情況選擇相應(yīng)的技術(shù)。
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活性炭水泥窯爐脫硫水泥窯爐脫硝工藝的主體 選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術(shù)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1 100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。設(shè)備是類似于吸附塔的活性炭流化床吸附器,煙氣中SO2 被氧化為SO3并溶解于水中,產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠,由活性炭吸附;向吸附塔中噴氨氣,與NOx 在活性炭的催化還原作用下生成N2 ,實(shí)現(xiàn)水泥窯爐脫硝的目的。稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝吸附有SO2的活性炭進(jìn)入吸附器加熱再生,再生出的SO2氣體可以通過Clause 反應(yīng)回收硫,再生后的活性炭可以反復(fù)使用。該方法水泥窯爐脫硫率高達(dá)95 %,水泥窯爐脫硝率達(dá)50 %～80 %,由于可以有效地實(shí)現(xiàn)硫的資源化,1、NOX的控制效果同時(shí)水泥窯爐脫硫水泥窯爐脫硝降低了煙氣凈化費(fèi)用,故商業(yè)前景較好。
隨著國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，在燃煤鍋爐中，當(dāng)靜電除塵器布置在空氣預(yù)熱器的上游（hot-side ESP），通常使用低塵SCR。另外，低塵SCR不需要集塵箱，在設(shè)計(jì)蜂窩狀催化劑的時(shí)候，催化劑的孔間距可以大怎小到4-7mm，這樣所需要的催化劑體積相應(yīng)的減小。更長的催化劑壽命，更小的催化劑體積和不必采用集塵箱這些都意味著低塵SCR較高塵SCR具有更低的成本。低塵SCR的缺點(diǎn)是當(dāng)煙氣通過ESP之后溫度有所下降。但是煙氣溫度通常不會(huì)下降到需要重新進(jìn)行加熱的溫度點(diǎn)。但是，在這種情況下，可能需要省煤器旁路的尺寸以保證溫度維持在SCR所需要的可操作溫度區(qū)間范圍之內(nèi)。人民們生活水平的日益改善，社會(huì)對(duì)環(huán)境的重視達(dá)到了空前的高度。在國家能源環(huán)保政策的鼓勵(lì)下，煙氣稀土窯爐煙氣除塵脫硫脫硝水泥窯爐脫硝裝置繼水泥窯爐脫硫裝置后成為了電廠建設(shè)的不可或缺的組成部分。這對(duì)我國的電力事業(yè)的發(fā)展包括設(shè)計(jì)、濕式配合吸收工藝仍處于試驗(yàn)階段,影響其工業(yè)化的主要是反應(yīng)中鰲合物的損失以及金屬鰲合物再生困難,利用率低。運(yùn)行和維護(hù)等提出了新的要求。
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