各种烟气脱硝工艺的比较(4)

2019-03-22 20:37

N2+0=NO+N (1) N+02=NO+O (2) N+OH=NO+H(3)

式(1)和式(2)的反应被称为捷里德维奇模型,式(1)~式(3)被称为扩大的捷里德维奇模型。捷里德维奇NOx的浓度随温度和氧浓度的增大而增加,其生成速度比较缓慢,主要是在火焰带的下游的高温区生成。

捷里德维奇NOx的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,捷里德维奇NOx的浓度增加。因此,降低捷里德维奇NOx的基本原理就是降低氧的浓度、降低火焰温度以及缩短高温区的停留时间等。在停留时间较短时,捷里德维奇NOx随停留时间的增加而增加,但超过一定时间后,捷里德维奇NOx不再受停留时问的影响。 2)快速型NOx

快速型NOx是碳氢类燃料在过量空气系数<1的富燃料条件下,在火焰面内快速生成的NOx,它不同于空气中的N2按捷里德维奇机理生成的热力型NOx,其生成过程经过了空气中的N2和碳氢类燃料分解的HCN、NH、N等中问产物等一系列复杂的化学反应。快速型NOx的生成机理十分复杂,其反应过程简化如下: CH+N2=HCN+N CH2+N2=HCN+NH

捷里德维奇型NOx和快速型NOx虽然都是由空气中的N2经过系列化学反应而生成,但它们的生成机理不同,其影响因素也不同。快速型NOx对温度的依赖性很低,而过量空气系数对捷里德维奇型NOx影响比较大。

煤在燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx。由于煤燃烧时首先是挥发分的析出,挥发分中的氮主要以HCN、N飓等形式存在,因此,在挥发分的燃烧过程中将产生快速型的NOx。

2、燃料型NOx

燃料型NOx指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化一还原反应而生成的NOx,它是煤燃烧过程NOx生成的主要来源,约占总的NOx生成量的80%~90%。根据煤种的不同,煤中的含氮量大约在0.4%一4%之间变化,煤燃烧过程生成的挥发分HCN、NH;与自由基0、OH、02等的氧化反应以及焦炭N的氧化反应生成燃料型NOx(主要是NO),同时生成的NO又与挥发分HCN、NH;等发生还原反应生成N2。燃料型NOx既受燃烧温度、过量空气系数、煤种、煤颗粒大小等的影响,同时也受燃烧过程中的燃料一空气混合条件的影响,它们影响到燃烧室局部的自由基浓度分布,从而影响了NOx的生成与还原。研究认为,煤的燃料型NOx中,主要是挥发分NOx,焦炭NOx所占比例不大。

燃煤锅炉脱硝技术

时间:2013-03-20 21:02来源:环保网

燃煤锅炉常用的脱硝技术可分为炉内脱硝和烟气脱硝,炉内脱硝主要是在燃烧过程中抑制NOx生成,即低NOx燃烧技术;烟气脱硝主要是对燃烧生成后的NOx进行脱除,即烟气

脱硝技术。

1、低NOx燃烧技术

由NOx的生成机理可知,煤燃烧过程中影响NOx生成的主要因素有 (1)煤种特性,如煤的含氮量等; (2)燃烧区域的温度峰值;

(3)反应区中氧、氮、一氧化氮和烃根等的含量; (4)可燃物在反应区中的停留时问等。

由此,对应的低NOx燃烧技术的主要途径如下:

①减少燃料周围的氧浓度。包括减少炉内过剩空气系数,以减少炉内空气总量;减少一次风量和减少挥发分燃烬前燃料与二次风的掺混,以减少着火区段的氧浓度。

②在氧浓度较少的条件下,维持足够的停留时间,使燃料中的N不易生成NOx,而且使生成的NOx经过均相或多相反应而被还原分解。

③在过剩空气的条件下,降低温度峰值,以减少热力型NOx的生成,如采用降低热风温度和烟气再循环等。

④加入还原剂,使还原剂生成cO、NH3和HCN,它们可将NOx还原分解。具体方法有:分级燃烧、燃料再燃、浓淡偏差燃烧、低过剩空气燃烧和烟气再循环等,详细论述可参见相关资料。

2、烟气脱硝技术

采用低NOx燃烧技术,是降低燃煤锅炉的NOx排放值最主要也是比较经济的技术措施。但是通常低NOx燃烧技术只能降低NOx排放值的30%~50%,要进一步降低NOx的排放,必须采用烟气脱硝技术。

目前燃煤电厂成熟应用的烟气脱硝技术主要有选择性催化剂还原法(SelectiveCatalytic Reduction,SCR)、选择性非催化还原法(Selective Non—Catalytic Reduction,SNCR)、电子束照射法和同时脱硫脱硝法。由于SCR法烟气脱硝技术具有脱硝效率高,运行可靠、便于维护和操作等优点,目前世界上有80%以上的烟气脱硝装置采用SCR法脱硝技术。

SCR法烟气脱硝技术原理

时间:2013-03-20 21:06来源:环保网

SCR法技术最早是在上世纪50年代由美国人首先提出来的,美国Eegelhard公司于1959年申请了该技术的发明专利,1972年在日本开始正式研究和开发,并于1978年实现了工业化应用。经过二十多年的发展和完善,SCR法是工业上应用最广的一种烟气脱硝技术,可应用于电站锅炉、工业锅炉、燃油、气锅炉、内燃机、化工厂以及炼钢厂,脱硝效率可高达90%以上,由于此法效率较高,是目前最好的可以广泛用于固定源NOx治理的脱硝技术。

1、SCR法反应原理

在催化剂存在下,反应温度在250~4500C之间时,SCR法烟气脱硝技术的主要反应方程式如下:

4NO+4NH3+02—4N2+6H20 (6) 2N02+4NH3+02—3N2+6H20 (7) NO+N02+2NH3—2N2+3H20 (8)

其中式(6)和式(8)是主要的反应过程,因为烟气中90%以上的NOx是以NO形式存在的。在反应过程中,由于NH3可以选择性的和NOx反应生成N2和H20,而不是被02所氧化,因此反应被称为具有“选择性”。工业应用中SCR法常用的还原剂有氨水、液氨和尿素,在用尿素做还原剂时通常是采用热解或水解的方法将尿素溶液热解为含有NH3的气体再喷入到SCR反应室烟道中。

2、SCR法布置方式

通常根据SCR法反应室布置在锅炉除尘器前后可将SCR法布置方式分为高尘布置和低尘布置两种,如图1所示的SCR法反应室布置在除尘器之前为高尘布置,图所示的SCR法反应室布置在除尘器之后的为低尘布置。

比较而言,低尘布置可以有效减轻催化剂的磨损和堵塞,提高催化剂的寿命和利用率,但是低尘布置需给脱硫后的烟气增加“加热器”以提高烟气温度,如此初建和运行成本较高,目前已建SCR法脱硝装置大都采用高尘布置方式。

SCR法系统工艺流程和主要设备布置描述

时间:2013-03-20 21:11来源:环保网

工程中以液氨作为还原剂的典型的高尘布置SCR法脱硝系统流程和典型的SCR系统的主要设备布置示意图见图,其工艺主要包括以下几个系统。

1、烟气系统

烟气从锅炉省煤器出来后通过SCR反应室入口烟道进入SCR反应室,在SCR反应室入口烟道上设置有氨气喷射栅格(AIG),将氨/空气混合气体均匀的喷射到SCR反应室人口烟道中,使喷人的氨气能与烟气中的NOx充分混合(对于短距离烟道的混合,为了保证有效的混合,在喷氨栅格后设置静态混合器)为了保证烟气能垂直的通过SCR反应室床层,通常在烟道转弯处设置有烟气导流板,烟气通过导流板后均匀分布并流过催化剂床层,在催化剂的作用下,NH3与NOx发生还原反应,生成无二次污染的N2和n20,随烟气流经锅炉空预器、除尘器、脱硫装置后,进人烟囱排放。

2、还原剂供应系统

液氨的供应由液氨槽车运送,利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入氨贮罐内,液氨靠氨贮罐中的压力将液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为氨气,然后输送到氨气缓冲罐,由氨气缓冲罐来控制一定的压力和流量,然后与稀释空气在氨/空气混合器中混合均匀,送至SCR反应室入口烟道中。

3、废气排放系统

还原剂供应系统(包括液氨贮罐、氨气缓冲罐等)紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中,用水吸收后排人废水池,再经废水泵送至废水处理系统处理。

4、控制系统

(1)烟气监测与还原剂供给控制

在SCR反应室入口烟道设置有02和NOx监测点,用来测量烟气中的02和NOx浓度,烟气量参数从锅炉侧引入;在SCR反应室出口设置有NOx和NH3测点用来测量脱硝反应后烟气中的NOx浓度和NH,的含量,通过对系统烟气量和SCR反应室入、出口NOx和NH3浓度的分析确定供应氨量的多少,达到脱硝系统的有效控制。 (2)氨贮区监测及消防水喷洒控制

为了防止氨区的泄漏造成的危害,在氨区贮罐上方设置有消防水喷淋装置,当布置在氨区的氨气泄漏监测器检测到空气中的氨浓度达到设计报警值时,消防水喷淋装置便会自动启动,喷洒消防水,达到吸收氨气和降低氨贮罐温度的作用。

SCR法烟气脱硝系统控制点数较少,通常纳入锅炉机组的DCS。

除了主要的工艺和控制系统外,SCR法烟气脱硝系统还有电器系统、氮气吹扫系统、吹灰系统等。

SCR烟气脱硝工程常见的运行问题

时间:2013-03-20 21:14来源:环保网


各种烟气脱硝工艺的比较(4).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:-信息提示

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: