環(huán)保部：重污染天氣持續(xù) 31個城市維持紅色預(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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燃燒區(qū)的氧濃度對各種類型的NOx生成都有很大影響。 1、空氣分級當(dāng)過量空氣系數(shù)α<1，燃燒區(qū)處于"貧氧燃燒"狀態(tài)時，對于抑制在該區(qū)中NOx的生成量有明顯效果。根據(jù)這一原理，把供給燃燒區(qū)的空氣量減少到全部燃燒所需用空氣量的70％左右，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝從而即降低了燃燒區(qū)的氧濃度也降低了燃燒區(qū)的溫度水平。因此，第一級燃燒區(qū)的主要作用就是抑制NOx的生成并將燃燒過程推遲。燃燒所需的其余空氣則通過燃燒器上面的燃盡風(fēng)噴口送入爐膛與第一級所產(chǎn)生的煙氣混合， 為了SNCR對NOx的還原效率，氨的泄漏量，必須在設(shè)計階段重點(diǎn)考慮以下幾個關(guān)鍵的工藝參數(shù)：燃料類型、鍋爐負(fù)荷、爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置、過量空氣量、NOx濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。完成整個燃燒過程。
當(dāng)溫度過低時，又會減慢反應(yīng)速度，目前較為成熟的氣相煙氣水泥窯爐脫硝技術(shù)有:選擇性催化還原法( SCR) 技術(shù)、電子束照射法和脈沖電暈等離子體法。液膜法和微生物法尚處于發(fā)展階段,還不成熟。所以溫度的控制是至關(guān)重要的。該工藝不需催化劑，但水泥窯爐脫硝效率低，高溫噴射對鍋爐受熱面安全有一定影響。存在的問題是由于溫度隨鍋爐負(fù)荷和運(yùn)行周期而變化及鍋爐中NOx濃度的不規(guī)則性，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝使該工藝應(yīng)用時變得較復(fù)雜。在同等水泥窯爐脫硝率的情況下，該工藝的NH3耗量要高于SCR工藝，實(shí)際運(yùn)行表明，采用了M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的，在600MW負(fù)荷下，省煤器出口氧量值在3.1%~3.2%之間，過�？諝庀禂�(shù)小于1.20，在450MW負(fù)荷下，省煤器出口氧量值在3.8%~4.6%之間，過剩空氣系數(shù)小于1.29，在300MW負(fù)荷下，省煤器出口氧量值在4.9%~5.4%之間，過�？諝庀禂�(shù)小于1.35。與未采用M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的600MW超臨界直流鍋爐相比，省煤器出口氧量及過剩空氣系數(shù)相當(dāng)，說明鍋爐煙氣量并沒有。從而使NH3的逃逸量增加。因此影響SNCR系統(tǒng)性能設(shè)計和運(yùn)行的主要因素是。
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在還原劑的接收和儲存系統(tǒng)中，2、 SO2 到 SO3 的轉(zhuǎn)化率尿素一般采用50%的水溶液,可直接噴入爐膛。由于尿素的冰點(diǎn)僅為17.8e℃。因此，較冷的季節(jié)應(yīng)對尿素溶液進(jìn)行加熱和循環(huán)。尿素可采用固體顆粒運(yùn)輸，但在廠內(nèi)必須設(shè)置溶解裝置。與氨系統(tǒng)相比，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝尿素系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):尿素是一種無毒、低揮發(fā)的液體，在運(yùn)輸和儲存方面比氨更加安全；此外，尿素溶液噴入爐膛后在煙氣中擴(kuò)散較遠(yuǎn)，可改善大型鍋爐中吸收劑和煙氣的混合效果。由于尿素的安全性和良好的擴(kuò)散性能，在鍋爐機(jī)組中了SCR后，其所需的風(fēng)機(jī)出力大概鍋爐發(fā)電功率的0.3%左右。采用尿素的SNCR系統(tǒng)多在大型鍋爐上應(yīng)用。
第一類是Pt-Rh和Pd等貴金屬類催化劑, 隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，們生活水平的日益，社會對的達(dá)到了空前的高度。在能源環(huán)保政策的鼓勵下，煙氣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。這對我國的電力事業(yè)的發(fā)展包括設(shè)計、運(yùn)行和等提出了新的要求。通常以氧化鋁等整體式陶瓷作為載體[4]，最早布置的SCR系統(tǒng)中多采用這類催化劑，其對SCR反應(yīng)有較高的活性且反應(yīng)溫度較低，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝但是缺點(diǎn)是對NH3有一定的氧化作用。因此在八、九十年代以后逐漸被金屬氧化物類催化劑所取代，3、目前僅應(yīng)用于低溫條件下以及天然氣燃燒后尾氣中NOX的脫除[2]。
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第三類是沸石分子篩型， (3) 阻力�。簩﹀仩t的正常運(yùn)行影響較小；主要是采用離子交換方法制成的金屬離子交換沸石。通常采用碳?xì)浠衔镒鳛檫�原劑。所采用的沸石類型主要包括Y-沸石、ZSM系列、MFI、MOR等，特別是Cu-ZSM-5，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝國外學(xué)者的研究工作較多。 這一類催化劑的特點(diǎn)是具有活性的溫度區(qū)間較高，最高可以達(dá)到600℃[6]。同時，這類催化劑也是目前國外學(xué)者研究的重點(diǎn)，SCR（Selective Catalytic Reduction）即為選擇性催化還原技術(shù)，近幾年來發(fā)展較快，在西歐和了廣泛的應(yīng)用，目前氨催化還原法是應(yīng)用得多的技術(shù)。它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且脫除效率高（可達(dá)90%以上），運(yùn)行可靠，便于等優(yōu)點(diǎn)。但是工業(yè)應(yīng)用方面還不多。
燃煤鍋爐中，通常采用豎直放置的SCR反應(yīng)器，SCR旁路管路主要是因?yàn)楫?dāng)鍋爐處于低負(fù)荷運(yùn)行的時候，反應(yīng)器入口的溫度可能會下降到低于催化劑的佳反應(yīng)溫度區(qū)間，此外在鍋爐的停機(jī)以及開機(jī)運(yùn)行期間，其溫度也會產(chǎn)生很大的波動，因此需要SCR反應(yīng)器的旁路使煙氣繞過反應(yīng)器，已避免在非活性溫度區(qū)間內(nèi)使催化劑中毒或使催化劑的表面受到污染。同時該要進(jìn)行密閉防止煙氣SCR的反應(yīng)器中。煙氣自上而下通過催化劑床層。在反應(yīng)器內(nèi)通常布置多層催化劑。在反應(yīng)器中還要布置吹灰裝置以移除催化劑表面上沉積的顆粒物。對于燃煤鍋爐而言，其蜂窩狀催化劑的孔水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝道間距為7-9mm，對燃?xì)忮仩t為3-4mm，減少孔道間距可以增加單位體積催化劑的表面積但是同時增加了孔道堵塞的可能性。因此在設(shè)計中通常綜合考慮以上兩種因素進(jìn)行。(2) 燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化而生成NOx。其生成量主要取決于空氣燃料的混合比。燃料型NOx約占NOx總生成量的75%～90%。過量空氣系數(shù)越高, NOx的生成和轉(zhuǎn)化率也越高。為保證穩(wěn)定均勻的煙氣流率并便于吹灰裝置工作，在催化劑床層的上方，通常布有旋轉(zhuǎn)風(fēng)板和流動矯正柵格。
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在歐洲和日本早期建造的燃煤鍋爐電站系統(tǒng)中， 采用NH3作為還原劑，在溫度為900℃~1 100℃的范圍內(nèi)，還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為：通常采用的是尾部SCR布置。在這種布置方法中，通常將SCR反應(yīng)器布置在所有的氣體排放控制設(shè)備之后，包括顆粒物控制設(shè)備和濕法煙氣水泥窯爐脫硫。水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝在前面的氣體控制設(shè)備中，已經(jīng)移去了絕大多數(shù)對SCR催化劑有害的組分。但是，由于在尾部煙氣的溫度低于NH3/NOx反應(yīng)所需要的溫度區(qū)間，因此煙氣需要被重新加熱。通常使用油或天然氣的管路燃燒器或蒸汽式油加熱器進(jìn)行加熱。據(jù)調(diào)查，我國燃煤電廠中采用常規(guī)器的固態(tài)排渣鍋爐中的NOX排放濃度一般在600~1200mg/m3之間；而采用低NOX器的固態(tài)排渣鍋爐中，NOX的排放濃度一般在400~500mg/m3之間。據(jù)介紹，單獨(dú)采用M型低NOX器，可以將NOX的排放濃度控制在410mg/m3以內(nèi)；采用M型爐內(nèi)脫NOX法，其脫NOX效率高可達(dá)50%。若同時采用M型低NOX器和M爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的，可以將鍋爐排煙中的NOX排放濃度控制在308mg/m3以下，表1的結(jié)果表明：同時采用M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的，鍋爐煙氣中NOX的濃度在250~300mg/m3之間，不僅達(dá)到鍋爐設(shè)計的NOX<308mg/m3的性能保證值，而且遠(yuǎn)低于采用常規(guī)器或僅采用低NOX器的固態(tài)排渣鍋爐的排放水平。芆X排放濃度僅相當(dāng)于○電廠大氣污染排放》（GB13223-1996）規(guī)定值的38.46%~46.15%。具有十分顯著的NOX控制效果。再熱煙氣的熱能通常有一部分通過氣－氣換熱器中進(jìn)行回收。
因此，根據(jù)上面的反應(yīng)過程，2.3.3 尾部布置SCR煙氣水泥窯爐脫硝系統(tǒng)由氨氣制備系統(tǒng)和水泥窯爐脫硝反應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成。水泥窯爐脫硝反應(yīng)系統(tǒng)由SCR催化反應(yīng)器、噴氨系統(tǒng)、空氣供應(yīng)系統(tǒng)所組成。水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝此外還有控制系統(tǒng)根據(jù)反應(yīng)器入口NOX的濃度調(diào)整噴氨量。液氨存儲和供應(yīng)系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機(jī)、液氨儲槽、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽和氨氣稀釋槽、(3) CombiNOx工藝廢水泵、廢水池等[7]。
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在燃煤電站的SCR系統(tǒng)的設(shè)計中，1、 煙氣中SO2 向SO3的轉(zhuǎn)化率煙氣酸溫度隨之升高，由此加劇空預(yù)器的酸經(jīng)常會遇到的問題有3個，分別是顆粒物對反應(yīng)器孔道的堵塞、催化劑的中毒以及煙氣中的SO2的氧化等。但是在目前的工程應(yīng)用中，水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并弄清催化劑鈍化的機(jī)理，并在系統(tǒng)與催化劑的設(shè)計中采取相應(yīng)的措施即Nhi+ O2→NO+N2 （8）可將上述問題避免。
SO2會在催化劑的作用下被氧化成SO3。在這一類催化劑中，以具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的TiO2做載體，作為主要活性成分的催化劑在工程中應(yīng)用為廣泛，其技術(shù)發(fā)展也為成熟。其活性溫度區(qū)間在300－400℃。在這類催化劑中通常還加入WO3和/或MoO3，其主要作用是催化劑的活性和熱性，防止銳鈦礦的燒結(jié)和比表面積的喪失。另外WO3和MoO3的加入能和SO3競爭TiO2表面的堿性位，并代替它，從而其硫酸鹽化。在催化劑的制備中還加入玻璃絲、玻璃粉、硅膠等以強(qiáng)度、開裂，并加聚、淀粉、石臘等有機(jī)化合物作為成型粘結(jié)劑[5]。這一反應(yīng)對于SCR水泥窯爐脫硝反應(yīng)而言是非常不利的。因?yàn)?/span>SO3可以和煙氣中的水以及NH3反應(yīng)，從而生成硫酸氨和硫酸氫氨。水泥廠窯爐煙氣除塵脫硫脫硝而這些硫酸鹽（尤其是硫酸氫氨）可以對下游的空氣預(yù)熱器產(chǎn)生堵塞。而防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，SCR反應(yīng)的溫度至少要高于300℃。同時，在對于V2O5類商用催化劑，1、煙氣水泥窯爐脫硫水泥窯爐脫硝一體化技術(shù)釩的擔(dān)載量不能太高，通常在1％左右以防止SO2的氧化。
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環(huán)保部今日通報，根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站最新會商結(jié)果，受不利氣象條件影響，預(yù)計1月6日-8日，京津冀及周邊地區(qū)重污染過程仍將持續(xù)，部分地區(qū)將出現(xiàn)重度及以上污染。8日，受冷空氣影響，空氣質(zhì)量明顯改善。