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烟气脱硝处理方法
1、 炉膛喷射法
炉膛喷射法实质是向炉膛喷射还原性物质,可在一定温度条件下还原已生成的NOx,从而降低NOx的排放量。包括喷水法、二次燃烧法(喷二次燃料即前述燃料分级燃烧)、喷氨法等。(1)降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;
喷氨法亦称选择性非催化还原法(SNCR),是在无催化剂存在条件下向炉内喷入还原剂氨或尿素,将NOx还原为N2和H2O。它建设周期短、投资少、脱硝效率中等,比较适合于对中小型电厂锅炉的改造。浙江scr 脱硝及总包环保公司 SNCR工艺所用的两种最基本的还原剂是无水泊液氨和尿素。为了获得理想的NOx脱除效率,还原剂的用量必须比化学计量的要多。大多数过量的还原剂分解为氮气和CO2,但是,也有微量的氨和CO会残留在尾气中,造成氨的泄漏问题。其中氨的泄漏量一般小于2.5×10-5,比较好的情况下可以小于10-5。在用尿素作还原剂的情况下,其N2O的生成几率要比用氨作还原剂大得多,这是因为尿素可分解为HNCO,而HNCO又可进一步分解生成为NCO,而NCO可与NO进行反应生成氧化二氮:还原剂喷入锅炉折焰角上方水平烟道(900~1000℃),在NH3/NOx摩尔比2~3情况下,脱硝效率30%~50%。在950℃左右温度范围内,反应式为:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
当温度过高时,会发生如下的副反应,又会生成NO:
4NH3+5O2→4NO+6H2O
当温度过低时,又会减慢反应速度,所以温度的控制是至关重要的。该工艺不需催化剂,但脱硝效率低,高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。山西sncr脱硝工艺总包环保公司在同等脱硝率的情况下,该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺,从而使NH3的逃逸量增加。因此影响SNCR系统性能设计和运行的主要因素是:
(1)反应温度范围;
(2)最佳温度区的滞留时间;
(3)喷入的反应剂与烟气混合程度;
(4)处理前烟气中NOx浓度;
(5)喷入的反应剂与NOx的摩尔比;
(6) 氨的逃逸量。
下图所示为以尿素为还原剂的SNCR工艺流程,该流程由4部分组成:
(1)反应剂的接收和储存;
(2)反应剂的计量稀释和混匀;
(3)稀释的反应剂喷入锅炉合适的部分;
(4)反应剂与烟气的混合"
炉内燃烧脱NOX法
(1)工作原理
锅炉燃烧所产生的烟气,大约95%的NOX是NO。在炉膛内,NO有可能发生2种截然相反的化学反应:a在较低的反应温度和较高浓度O2的条件下,NO与O2发生氧化反应,生成NOX。b在较高的反应温度和较低浓度O2的条件下,NO与煤炭发生还原反应,生成无害的N2。在发生NO还原反应的同时,由于空气量不足,将造成烟气中的碳氢化合物和CO等可燃性物质增加。在这种情况下,应当在NO还原反应的下游区域,分级供给燃料完全燃烧所需要的空气量,使得燃烧完全燃烧。宁夏脱硫脱硝设备厂家(2) 湿式配合吸收工艺
M炉内燃烧脱NOX法的基本原理如图3所示。燃料燃烧所需要的空气通过燃烧器喷嘴(MB)、然尽风喷嘴(OFA)和增量风喷嘴(AA)分3次在3个不同的燃烧区域供给,在炉膛内形成1.主燃烧气燃烧区2.未燃烧燃料和还原区3.完全燃烧区等3个不同的燃烧区或使得燃烧在3个不同的空气/燃料区域内完成,以实现空气的分级燃烧,延长完全燃烧的时间,降低炉膛温度水平,从而有效的抑制NOX产生,并保证燃料的完全燃烧。(5) 微生物法烟气脱硝原理。其原理是适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下,利用NOx 作为氮源,将NOx还原成最基本的无害的N2 ,而脱氮菌本身获得生长繁殖。其中NO2 先溶于水中形成NO3 及NO2 再被生物还原为N2 ,而NO 则是被吸附在微生物表面后直接被微生物还原为N2 。
3、燃烧过程
如图3所示,M炉内燃烧脱NOX在各个燃烧区域的燃烧过程如下:
(1)主燃烧器燃烧区。在该区域,煤粉分成浓相燃料和稀相燃料2股,分别通过浓相燃料喷嘴和稀相燃料喷嘴由一次风送入燃料室,并与二次风在喷燃器口混合入炉燃烧,由于此燃烧区域内空气/燃料比较小,燃料供养不足、炉温较低,不仅减少了燃料型NOX的生成量,而且很少生成热力型NOX。其主要化学反映为:
CnHm+O2→CO2+H2O
N+O2→NO
(2)未燃烧燃料和还原区。当燃烧着的气粉流与燃尽风喷嘴(OFA)供给的燃尽风相遇时,燃烧进入未燃烧燃料和还原区域。在此区域内,燃料因接触到补充的空气而进一步燃烧,炉温相对升高,同时,煤炭参与燃烧。2)SCR系统组成及反应器布置由于此区域内空气/燃料比刚刚接近于燃烧所需要的理论空气量,燃料供氧仍然不足,煤炭的还原能力很强,部分NOX被还原,因此,实际生成的NOX反而减少。辽宁烟气脱硫脱硝公司SCR脱硝系统中SO2 /SO3 的转化率越高,空预器的腐蚀和堵灰风险越高。 主要化学反应为:
CnHm+O2→H2+CO+Cn′Hm′
Cn′Hm′+NO→Nhi+N2+Cn′′Hm′′
(3)完全燃烧区。在炉膛上部,通过增量风喷嘴(AA)将燃料燃烧所需要的过量空气送入炉膛,形成完全燃烧区。在该区域内,由于过量空气的存在,保证了煤粉的完全燃烧及锅炉的效率,将飞灰的含碳量控制在合理的范围内。同时,由于过量空气的存在烟气中存在的过剩氧气与游离氮结合生成部分NOX。浙江scr 脱硝及总包环保公司传统的湿式脱硫工艺可脱除90 %以上的SO2 ,但由于NOx 在水中的溶解度很低,难以去除。Sada 等人1986 年就发现一些金属鳌合物,如Fe ( Ⅱ) EDTA 可与溶解的NOx迅速发生反应。Harkness 等人在1986 年和Bonson 等人在1993年,相继开发出用湿式洗涤系统来联合脱除SO2和NOx ,采用6 %氧化镁增强石灰加Fe ( Ⅱ) EDTA 进行联合脱硫脱硝工艺中试试验,试验得到60 %以上的脱硝效率和约99 %的脱硫率。湿式FGD 加金属鳌合物工艺是在碱性或中性溶液中加入亚铁离子形成氨基羟酸亚铁鳌合物,如Fe( EDTA) 和Fe (N TA) 。这类鳌合物吸收NO 形成亚硝酰亚铁鳌合物,NO 能够和溶解的SO2 和O2反应生成N2 、N2O、连二硫酸盐、硫酸盐,各种N-S 化合物和三价铁鳌合物。该工艺需从吸收液中去除连二硫酸盐、硫酸盐和各种N-S 化合物。但是,此时燃烧温度已降低,NOX的生成量是有限的。浙江scr 脱硝及总包环保公司第三类是沸石分子筛型,主要是采用离子交换方法制成的金属离子交换沸石。通常采用碳氢化合物作为还原剂。所采用的沸石类型主要包括Y-沸石、ZSM系列、MFI、MOR等,特别是Cu-ZSM-5,国外学者的研究工作较多。 这一类催化剂的特点是具有活性的温度区间较高,最高可以达到600℃[6]。同时,这类催化剂也是目前国外学者研究的重点,但是工业应用方面还不多。主要化学反应为:
Cn′′Hm′′+ O2→CO2+H2O
(Cn′Hm′+O2→CO2+H2O
CO+H2+O2→CO2+H2O
Nhi+ O2→NO+N2
3、技术特点
(1)对燃料的适应性强,适用于煤、油、汽等燃料:
(2)不增加机组运行费用,不用触媒,也不需要喷氨;
(3)不增加新的环境污染物;
(4)锅炉效率和烟气量不发生变化;
(5)锅炉运行状况好,燃烧稳定,能保证锅炉的安全运行;
(6)脱NOX效率高,最高可达50%;
二、M型炉内燃烧脱NOX法的运行与控制效果
某燃煤厂1~3号机组600MW燃煤锅炉采用双炉膛、双火球设计,同时采用M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX法控制NOX。每台炉有5层,每层布置8只,共40只,M型低NOX燃烧器,16只油燃烧器。每台锅炉共设计80个一次风喷嘴、24个二次风喷嘴、16个带油枪的二次风喷嘴、8个燃尽风喷嘴(OFA)/24个增量风喷嘴(AA),以实现空气的分级燃烧,有效地抑制NOX的产生,同时保证燃料的完全燃烧。浙江scr 脱硝及总包环保公司(1)对燃料的适应性强,适用于煤、油、汽等燃料:1~3号锅炉实际运行中NOX排放质量浓度、锅炉效率、飞灰中未燃烧质量分数、省煤器出口CO、省煤器出口氧量等

1、NOX的控制效果
据调查,我国燃煤电厂中采用常规燃烧器的固态排渣锅炉中的NOX排放质量浓度一般在600~1200mg/m3之间;而采用低NOX燃烧器的固态排渣锅炉中,NOX的排放质量浓度一般在400~500mg/m3之间。据介绍,单独采用M型低NOX燃烧器,可以将NOX的排放质量浓度控制在410mg/m3以内;采用M型炉内燃烧脱NOX法,其脱NOX效率最高可达50%。广西锅炉脱硝工程公司2、 SO2 到 SO3 的转化率若同时采用M型低NOX燃烧器和M炉内燃烧脱NOX相结合的方法,可以将锅炉排烟中的NOX排放质量浓度控制在308mg/m3以下,表1的结果表明:同时采用M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX相结合的方法,锅炉烟气中NOX的质量浓度在250~300mg/m3之间,不仅达到锅炉设计的NOX<308mg/m3的性能保证值,而且远低于采用常规燃烧器或仅采用低NOX燃烧器的固态排渣锅炉的排放水平。其NOX排放浓度仅相当于《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-1996)规定值的38.46%~46.15%。具有十分显著的NOX控制效果。云南低温脱硝技术咨询燃煤烟气中的SO2和NOx是大气污染物的主要来源,给生态环境带来严重危害。近年来,由于环保要求的提高,很多燃煤锅炉都要求同时控制SO2 和NOx 的排放。若用两套装置分别脱硫脱硝,不但占地面积大,而且投资、操作费用高,而使用脱硫脱硝一体化工艺则结构紧凑,投资与运行费用低、效率高。脱硫脱硝一体化技术按脱除机理的不同可分为两大类: 联合脱硫脱硝( Combined SO2 / NOx Removal) 技术和同时脱硫脱硝(Simultaneous SO2 / NOx Removal) 技术。联合脱硫脱硝技术是指将单独脱硫和脱硝技术进行整合后而形成的一体化技术,如SNRB、NFT、DESONOx、活性炭脱硫脱硝技术等;同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂(Sorbent) 在一个过程内(Step) 将烟气中的SO2和NOx同时脱除的技术,如钙基同时脱硫脱硝技术、NOxSO、电子束法、电晕放电法等技术。
三、锅炉效率
锅炉效率的设计值为89.78%(按高位热值计)和93.44%(按低位热值计)。采用M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX相结合的方法后,实测锅炉效率在90.35%~90.91(按高位热值计)之间。在各种负荷条件下,实测锅炉效率均高于其性能保证值。2、电子束法:是用高能电子束(0.8~1MeV)辐射含NOx和SO2的烟气,产生的自由基氧化生成硫酸和硝酸,再与NH3发生中和反应生成氨的硫酸及硝酸盐类,从而达到净化烟气的目的。
四、飞灰中的未燃碳
表1中的测试结果表明,同时采用M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX相结合的方法,1~3号锅炉飞灰中的未燃碳在1.64%~4.1%之间,与同类锅炉飞灰中的未燃碳水平相当。同时省煤器出口CO测试值在0~20mg/m3之间,说明煤粉中的可燃物已基本燃尽,锅炉燃烧是充分的。浙江scr 脱硝及总包环保公司如图3所示,M炉内燃烧脱NOX在各个燃烧区域的燃烧过程如下:
五、锅炉烟气质量
实际运行测试表明,采用了M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX相结合的方法,在600MW负荷下,省煤器出口氧量测试值在3.1%~3.2%之间,过剩空气系数小于1.20,在450MW负荷下,省煤器出口氧量测试值在3.8%~4.6%之间,过剩空气系数小于1.29,在300MW负荷下,省煤器出口氧量测试值在4.9%~5.4%之间,过剩空气系数小于1.35。与未采用M型低NOX燃烧器和M型炉内燃烧脱NOX相结合方法的600MW超临界直流锅炉相比,省煤器出口氧量及过剩空气系数相当,说明锅炉烟气量并没有增加。
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