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发表于 2009-8-4 17:54:22
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来自: 中国湖北咸宁
SCR与SNCR烟气脱硝的主要工艺
8 ^, h' m9 v- V' g/ T氮氧化物排放标准的日趋严格促使学术界去更加深入地理解NOx的产生机理和减排措施,从而使得工程界有了更为有效的NOx解决方案,而若干脱硝工业装置的成功运行又使得立法越发的完善。
: J+ o% }# y6 s) S8 v; o从1943年Zeldovich提出热力NO的概念,到1989年一个基于化学反应动力学软件CHEMKIN的包含234个化学反应的NOx预测模型的建立,再到现今计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件STAR-CD(或FLUENT)与CHEMKIN的完全耦合解算NOx的生成,无一不给工程界提供了完备的技术后盾。从低氧燃烧、排气循环燃烧、二级燃烧、浓淡燃烧、分段燃烧、低氮燃烧器等各种炉内燃烧过程的改进到现今形式各异的脱硝工艺,立法界、学术界和工程界的交替作用使得脱硝工艺和市场日趋成熟和完善。
7 Z' p; L% ]2 y$ E. M2.1 选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR). Q* S) W( a. N% {
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)是指在催化剂的作用下,以NH3作为还原剂,“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。其原理首先由Engelhard公司发现并于1957年申请专利,后来日本在该国环保政策的驱动下,成功研制出了现今被广泛使用的V2O5/TiO2催化剂,并分别在1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。SCR目前已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术,其主要反应方程式为:
* c r( x6 ]5 W# f: A4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O (1)7 K2 a! q. }2 `7 J% w3 x3 S
8NH3+6NO2=7N2+12H2O (2)
/ L( O, E) | o4 u. c或 4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O (2a)
( H' f6 ^8 V4 v: }; y% ~2 ~选择适当的催化剂可以使反应(1)及(2)在200℃~400℃的温度范围内进行,并能有效地抑制副反应的发生。在NH3与NO化学计量比为1的情况下,可以得到高达80%~90%的NOx脱除率。目前,世界上采用SCR的装置有数百套之多,技术成熟且运行可靠。我国电力系统目前最大的烟气脱硝装置——福建后石电厂600MW机组配套烟气脱硝系统采用的就是PM型低NOx燃烧器加分级燃烧结合SCR装置的工艺,其SCR部分的示意工艺流程如图1所示,主要由氨气及空气供应系统、氨气/空气喷雾系统、催化反应器等组成。液氨由槽车运送到液氨贮槽,输出的液氨经氨气蒸发器后变成氨气,将之加热到常温后送氨气缓冲槽备用。缓冲槽的氨气经减压后送入氨气/空气混合器中,与来自送风机的空气混合后,通过喷氨隔栅(Ammonia Injection Grid, AIG)之喷嘴喷入烟气中并与之充分混合,继而进入催化反应器。当烟气流经催化反应器的催化层时,氨气和NOx在催化剂的作用下将NO及NO2还原成N2和H2O。NOx的脱除效率主要取决于反应温度、NH3与NOx的化学计量比、烟气中氧气的浓度、催化剂的性质和数量等。 |
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