催化劑特性:催化劑的活性、載體材料、孔結(jié)構(gòu)、比表面積和熱穩(wěn)定性等對脫硝效率有重要影響。高效的催化劑可以降低反應溫度,提高脫硝效率,并具備良好的耐毒性和機械穩(wěn)定性。
反應溫度:SCR反應通常需要在一定的溫度范圍內(nèi)進行,一般為280℃至420℃之間。在這個溫度區(qū)間內(nèi),催化劑的活性最高,反應效率最佳。溫度過高或過低都會影響脫硝效率。
氨氮摩爾比:氨與NOx的摩爾比例需精確控制,過高或過低都會影響脫硝效率和氨逃逸。合適的氨氮比(如1.05)能夠達到較高的NOx去除率。
煙氣成分和濃度:NOx濃度、氧氣含量、SOx和其他污染物的存在會影響反應效率和催化劑壽命。例如,高濃度的SO2會與氨反應生成硫銨顆粒,堵塞催化劑微孔,降低其活性。
空速和停留時間:單位時間內(nèi)通過催化劑的氣體體積量(空速)以及煙氣在催化劑床層中的停留時間直接影響反應的充分程度。合理的空速和足夠的停留時間可以提高NOx的轉(zhuǎn)化率。
系統(tǒng)設計和流場優(yōu)化:包括催化劑布置、流場優(yōu)化和吹灰系統(tǒng)有效性,這些因素影響工藝效率和催化劑性能。
操作和控制策略:精確的操作參數(shù)控制和自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化工藝運行,確保不同工況下高脫硝效率。
氧氣濃度:氧氣不足會導致脫硝效率下降,反應物消耗不均,催化劑中毒,以及系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。
通過綜合考慮并優(yōu)化上述因素,可以提高SCR法脫硝工藝的效率和穩(wěn)定性,有效控制氮氧化物排放,保護環(huán)境。
]]>此外,循環(huán)流化床鍋爐的脫硫過程還涉及多次循環(huán)和反復的低溫燃燒與脫硫反應,這使得脫硫劑(如石灰石粉)能夠充分與煙氣接觸,提高了脫硫效率。石灰石粉的最佳粒徑一般控制在0.1-0.5mm范圍內(nèi),以確保其反應表面足夠大,同時避免因粒徑過細而導致的輸送和反應效率問題。
循環(huán)流化床鍋爐的脫硫技術不僅適用于常規(guī)燃煤鍋爐,還可以通過改造應用于煤泥等低熱值燃料的鍋爐中,盡管煤泥鍋爐的SO?排放濃度不穩(wěn)定,但通過合理調(diào)整石灰石粉的添加量和反應條件,仍可以實現(xiàn)有效的脫硫。
循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術以其高效、環(huán)保、適應性強等特點,在現(xiàn)代火力發(fā)電廠中得到了廣泛應用,并且隨著技術的不斷優(yōu)化和改進,其應用范圍和效果將進一步提升。
]]>SCR反應器內(nèi)部裝有催化劑模塊,煙氣從上向下流動,通過催化劑層時發(fā)生還原反應,將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O。為了確保反應效果,反應器內(nèi)通常設有多個催化劑層,并配備導流和均流裝置,以保證煙氣與氨氣充分混合和均勻分布。此外,反應器的設計還需考慮耐高溫、抗磨損以及防止催化劑堵塞等因素。
SCR脫硝反應器廣泛應用于燃煤、燃氣、燃油鍋爐等多種工業(yè)領域,具有高效、穩(wěn)定的特點,脫硝效率通??蛇_80%至95%。然而,SCR技術也存在一定的局限性,如初始投資和運行成本較高,催化劑需要定期更換,且對煙氣溫度有一定要求。
]]>濕法脫硫技術:濕法脫硫技術包括石灰石-石膏法、氨法、噴霧干燥法和循環(huán)流化床法等。這些方法通過氣液反應快速去除SO?,通常脫硫效率可以達到95%以上。然而,濕法脫硫可能會產(chǎn)生二次污染,如廢水處理問題。
半干法脫硫技術:半干法脫硫技術如循環(huán)流化床法,通過延長煙氣停留時間和增大鈣硫比來提高脫硫效率,通??梢赃_到99.8%的脫硫效率。這種方法相比濕法脫硫設備腐蝕小、無明顯溫降,更有利于煙囪排氣擴散。
干法脫硫技術:干法脫硫技術如活性炭吸附法,通過吸附劑對SO?進行吸附,再通過再生過程回收利用。這種方法具有流程短、設備投資省、能耗低等優(yōu)點。
選擇性催化還原(SCR)脫硝技術:SCR技術是目前主流的脫硝方法,通過催化劑使NH?與NOx反應生成氮氣和水,脫硝效率高,通常在350-420℃溫度范圍內(nèi)效率可達90%以上。然而,SCR技術對煙氣中的粉塵含量要求較高,容易造成催化劑堵塞,并且部分SO?會轉(zhuǎn)化為SO?,導致后續(xù)設備腐蝕。
非選擇性催化還原(SNCR)和高溫SCR組合技術:SNCR技術在高溫條件下直接將氨水噴入煙氣中進行脫硝,而高溫SCR則在較低溫度下進一步提高脫硝效率。這種組合技術可以有效處理NOx超標問題,并且活性焦脫硫可以協(xié)同處理SO?,同時對二噁英及重金屬也有一定的去除效果。
新型材料吸附法:一些新技術如微晶材料吸附法,通過吸附劑同時去除SO?和NOx,具有無二次污染、資源可回收利用的優(yōu)點。
球團煙氣的脫硫脫硝技術多種多樣,每種方法都有其優(yōu)缺點。選擇合適的工藝需要綜合考慮脫硫脫硝效率、運行成本、設備腐蝕、二次污染等因素。
]]>液氨改尿素技術的應用主要集中在脫硝還原劑的替代上。由于液氨具有易揮發(fā)、易燃易爆、有毒有腐蝕等特性,其存儲、運輸和使用過程中存在較大的安全隱患。相比之下,尿素作為脫硝還原劑,其性質(zhì)較為穩(wěn)定,不屬于危險產(chǎn)品,運輸和儲存相對安全,使用過程更加安全。因此,采用尿素替代液氨能夠有效降低企業(yè)的法律風險,并提高安全性。
在技術路線方面,尿素熱解和水解制氨技術是兩種主要的工藝方法。尿素熱解制氨技術通過高溫煙氣或電加熱器分解尿素溶液,生成NH3、H2O和CO2,而尿素水解制氨技術則通過蒸汽加熱尿素溶液使之汽化分解。這兩種方法各有優(yōu)劣,但總體來看,尿素水解制氨技術因其運行穩(wěn)定性和安全性較好而被廣泛采用。
此外,液氨改尿素項目在實施過程中需要進行相應的設備改造,以適應尿素生產(chǎn)的需求。例如,反應器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)需要滿足尿素生產(chǎn)的要求,輸送管道和閥門等附件也需要進行相應的更換和調(diào)整。這些改造措施確保了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和安全。
液氨改尿素技術不僅在安全性方面具有顯著優(yōu)勢,而且在環(huán)保效益和經(jīng)濟效益方面也表現(xiàn)出色。隨著技術的不斷進步和成本的降低,尿素在脫硝還原劑市場的競爭力將逐漸增強。
]]>具體來說,小蘇打脫硫過程包括以下幾個步驟:
化學反應:小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學反應外,小蘇打還可以通過物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設備應用:小蘇打脫硫通常應用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風機等設備。通過稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點,適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領域。然而,小蘇打價格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應用中可能會產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術是一種高效且經(jīng)濟實用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領域,但其應用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>SCR脫硝系統(tǒng)通常由多個子系統(tǒng)組成,包括反應器/催化劑系統(tǒng)、煙氣/氨混合系統(tǒng)、氨儲備與供應系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。具體來說,SCR系統(tǒng)一般布置在鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,通過催化劑降低反應活化能,使脫硝反應在較低溫度下進行,通常在300℃到400℃之間。
SCR脫硝過程中的主要化學反應包括:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
SCR系統(tǒng)的關鍵設備包括稀釋風機、靜態(tài)混合器、氨噴射格柵等,整個系統(tǒng)通過DCS(分布式控制系統(tǒng))、PLC(可編程邏輯控制器)等設備進行控制。此外,為了確保系統(tǒng)的高效運行,還需要傳感器和監(jiān)測設備來實時監(jiān)控NOx含量、溫度、壓力和流速等參數(shù)。
SCR脫硝技術的優(yōu)勢在于其高脫硝效率(可達80%至95%),并且能夠有效減少氨逃逸量,同時具備較低的運行成本和較高的安全性。然而,該技術也面臨一些挑戰(zhàn),如催化劑的選擇和設計需要考慮煙氣組分以及操作條件,以確保最佳的脫硝效果和催化劑壽命。
SCR脫硝系統(tǒng)是一種成熟且廣泛應用的煙氣凈化技術,通過精確控制噴氨和優(yōu)化反應條件,可以實現(xiàn)高效的氮氧化物去除,同時減少對環(huán)境的影響。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學反應,生成硫酸鈣,隨后結(jié)晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去帶出的細小液滴,再通過換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點,脫硫效率通??蛇_到95%以上。此外,該技術對煤種和負荷變化具有較強的適應性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應用,尤其在日本、德國、美國等國家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>吸收劑的選擇與使用:濕法脫硫通常采用石灰石作為主要吸收劑,通過將其與水混合制成石灰石漿液。石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣中的SO2反應,生成亞硫酸鈣(CaSO3),然后通過氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),從而凈化煙氣。石灰石漿液濃度、氣體流速和反應溫度等參數(shù)對脫硫效率有顯著影響。
工藝流程:濕法脫硫工藝包括預處理(如降溫、增濕、除塵)、吸收、氧化、富液處理(灰水處理)、除霧(氣水分離)、被凈化后的氣體再加熱以及產(chǎn)品濃縮和分離等步驟。整個過程在吸收塔中完成,吸收塔是核心設備,用于實現(xiàn)SO2的吸收和轉(zhuǎn)化。
反應條件控制:濕法脫硫過程中,反應溫度和壓力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之間,以確保反應效率。此外,堿液噴淋量的控制也至關重要,適量噴淋可以有效中和煙氣中的酸性成分,過多或過少都會影響脫硫效果。
設備設計與優(yōu)化:合理的反應器設計和優(yōu)化是提高脫硫效率的關鍵。例如,順流噴淋濕法脫硫系統(tǒng)通過設置雙向噴淋層,提高了脫硫劑粉的捕捉空間和脫硫效率。此外,濕法脫硫塔的設計參數(shù)對于工藝效率至關重要,需要根據(jù)煙氣特性和工藝要求進行選擇。
廢水處理:濕法脫硫過程中會產(chǎn)生廢水,需要進行預處理軟化、濃縮減量、蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝,以減少環(huán)境污染。廢水處理技術包括廢水循環(huán)利用和廢液再生等方法,以提高資源利用率。
協(xié)同除塵性能:濕法脫硫系統(tǒng)通常具有一定的協(xié)同除塵性能,綜合除塵效率應不小于70%,出口顆粒物濃度應不大于10 mg/m3。當出口顆粒物濃度大于10 mg/m3時,宜采用管式等型式的濕式電除塵器。
經(jīng)濟性與環(huán)保性:濕法脫硫技術具有高效、可靠、成熟等特點,是目前廣泛應用于燃煤電廠的脫硫技術之一。其副產(chǎn)品石膏經(jīng)脫水后可回收利用,具有較高的綜合利用價值。
濕法脫硫系統(tǒng)涉及多個關鍵環(huán)節(jié)和技術要點,包括吸收劑的選擇與使用、工藝流程、反應條件控制、設備設計與優(yōu)化、廢水處理以及協(xié)同除塵性能等方面。這些因素共同決定了濕法脫硫系統(tǒng)的效率和效果。
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