SCR脫硝設(shè)備工藝的簡(jiǎn)介
有關(guān)NOX的控制方法從燃料的生命周期的三個(gè)階段入手,限燃燒前、燃燒中和燃燒后。當(dāng)前,燃燒前脫硝的研究很少,幾乎所有的脫硝都集中在燃燒中和燃燒后的NOX的控制。所以在上把燃燒中NOX的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施,把燃燒后的NOX控制措施統(tǒng)稱為二次措施,又稱為煙氣脫硝技術(shù)。
目前普遍采用的燃燒中NOX控制技術(shù)即為低NOX燃燒技術(shù),主要有低NOX燃燒器、空氣分級(jí)燃燒和燃料分級(jí)燃燒。
應(yīng)用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原技術(shù)(Selective Catalytic Reduction,簡(jiǎn)稱SCR)、選擇性非催化還原技術(shù)(Selective Non-Catalytic Reduction,簡(jiǎn)稱SNCR)以及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)。
SCR脫硝設(shè)備技術(shù)
近幾年來(lái)選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)(SCR)發(fā)展較快,在歐洲和日本得到了廣泛的應(yīng)用,目前催化還原煙氣脫硝技術(shù)是應(yīng)用***多的技術(shù)。
1)SCR脫硝反應(yīng)
目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。此兩種法都是利用氨對(duì)NOX的還原功能,在催化劑的作用下將NOX(主要是NO)還原為對(duì)大氣沒(méi)有多少影響的N2和水。還原劑為NH3,其不同點(diǎn)則是在尿素法SCR中,先利用一種設(shè)備將尿素轉(zhuǎn)化為氨之后輸送至SCR觸媒反應(yīng)器,它轉(zhuǎn)換的方法為將尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合時(shí)間,駐留時(shí)間及溫度,由此室分解出來(lái)之氨基產(chǎn)物即成為SCR的還原劑通過(guò)觸媒實(shí)施化學(xué)反應(yīng)后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有熱解法和水解法,主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
在整個(gè)工藝的設(shè)計(jì)中,通常是先使氨蒸發(fā),然后和稀釋空氣或煙氣混合,***后通過(guò)分配格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。典型的SCR反應(yīng)原理示意圖如下:
在SCR反應(yīng)器內(nèi),NO通過(guò)以下反應(yīng)被還原:
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí),反應(yīng)*式優(yōu)*行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。
在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的NOX濃度的5%,NO2參與的反應(yīng)如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O