脱硝,脱硝是什么意思啊

2020-03-05 14:33:03发布

  脱硫脱硝是防治大气污染的重要技术措施之一。2011年11月,环保部网站发布了国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的新修订的《火电厂大气污染排放标准》,新标准于2012年1月1日起实施。这也是自2003年以来,环保部首次更新火电厂大气污染物排放标准。


  脱硫:泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用,其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。


  脱硝:为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。根据水泥窑氮氧化物的形成机理,水泥窑降氮减排的技术措施有两大类:一类是从源头上治理。另一类是从末端治理。


  关于脱硫脱硝的相关规定:


  自2013年1月1日起,将脱硝电价试点范围由现行14个省(自治区、直辖市)的部分燃煤发电机组,扩大为全国所有燃煤发电机组。燃煤发电机组安装脱硝设施、具备在线监测功能且运行正常的,持国家或省级环保部门出具的脱硝设施验收合格文件。


  目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高,对能源的渴求也不断增加,燃煤烟气中的SO2已经成为大气污染的主要原因。减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。


  不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用,其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。


  脱硝是什么意思啊


  脱硝效率:脱硝系统投运后脱除的NOx浓度(C1-C2)与未经脱硝前烟气中NOx浓度(C1)的百分比。


  η=(C1-C2)×100%/C1


  C1、C2的单位为毫克/标准立方米


  由此就可以计算了。


  脱硝是指燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,这种防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。世界上比较主流的工艺分为SCR和SNCR。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外,其他并无太大区别,但如果从建设成本和运行成本两个角度来看,SCR的投入至少是SNCR投入的数倍,甚至10倍不止。脱硝又分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。


  脱硝催化剂


  目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材,以V2O5为主要活性成份,以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。


  板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材,将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上,经过压制、锻烧后,将催化剂板组装成催化剂模块。


  蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备,制成截面为150mmX150mm,长度不等的催化剂元件,然后组装成为截面约为2macute;1m的标准模块。


  波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材,将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面,以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。


  脱硝的工作原理


  脱硝是使用还原方法(氨气)有选择性的与氮氧化物反应生成无害的氮气和水。从而达到除去氮氧化物的目的。


  氮氧化物是烟气中的氮气和氧气发生化学反应后形成的一种混合气体,以一氧化氮、二氧化氮为主比较稳定,还有三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮,这些混合物统称为氮氧化物,也就是硝烟。


  而二氧化硫的生成是烟气中的硫和氧气发生化学反应,而生成了二氧化硫。在硫和氮气氧化时会相互竞争,因此锅炉中二氧化硫排放量升高,氮氧化物的排放量就会相应降低,我们在运行操作的时候时常会发现这种现象的产生。


  脱硝入口氮氧化物变化大与燃烧调整煤质变化,氧量,一次风量,二次风量的控制有很大关系。脱硝平台设立在旋风分离器的入口处,脱硝反应区的入口到出口的距离很短。如果入口氮氧化物上升快时,我们进行喷氨时要缓慢的投入。


  因为氨和氮氧化物反应是有一定时间的滞后,那么反应就不会很完全,出口氮氧化物相应的上升后就会极剧下降,如果投入过多,就会造成没有完全反应的氨逃逸。


  氨逃逸危害是很大的,脱硝平台上氨水增加喷投,过量的氨水会与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢氨,硫酸氢铵在烟气中温度低时会形成液态。


  与飞灰表面物质反应后将改变颗粒物的表面形状,最终形成粘状腐蚀物,粘附在空气预热器上和布袋上,造成空气预热器的堵塞和布袋糊带,并且增大引风机的电耗。


  有时候我们运行操作过程中引风机的调频开度会逐步加大,所以我们在运行操作中,要尽量避免氨逃逸的现象发生,氨水投放时尽量避免大增大减要精心调整。


  控制锅炉燃烧工况也是降低粉尘氮氧化物和二氧化硫排放的一种方法。当空气进入炉膛当中时降低过量空气的含氧量在一定程度上会起到限制区内氧浓度的上升。因而减少氧和硫,氧和氮气的氧化反应,从而减少二氧化硫和氮化物的生成速度。


  但是过度控制氧量,一氧化碳会增加,对锅炉燃烧有影响,从而影响锅炉效率。还是要适当控制氧量,氧量越低二氧化硫和氮氧化物的排放量就越少;床温也是影响二氧化硫和氮氧化物排放量的一个主要因素。


  每台炉的工况都不一样,我们运行的六#炉根据实践总结,氧量控制到百分之三到四,床温在850到950之间较科学,粉尘、氮氧化物、二氧化硫的排放比较低,而且不影响锅炉效率(一般情况下,床温保持在950左右是最佳状态)。


  总体来说在锅炉负荷稳定的情况下,控制锅炉工况对脱硫脱硝控制是有帮助的。如果锅炉负荷不稳定的情况下,氮化物和二氧化硫的排放量过多还是用氨水直投方法较快。


  氨是一种良好的碱性吸收剂,用氨吸收烟气中的二氧化硫反应速度快、效果好,能产生副产品,既能创造经济效益,同时又减少排放量。


  氨法烟气脱硫工艺主要是由吸收过程和结晶过程组成,在脱硫塔中,烟气中的二氧化硫与氨水接触,二氧化硫被氨水吸收,生成亚硫酸铵与亚硫酸氢铵,在脱硫塔底部亚硫酸铵被冲入的强制氧化空气氧化形成硫酸铵,再经过过滤器,去除飞灰,结晶反应形成硫酸铵的副产品。


  脱除剂的过量导致不同后果


  相同点:脱除剂的过量投入,都会引起效率的提高、脱除剂的浪费,抛开经济因素其带来的后果存在很大差异。


  石灰石的过量,最明显的特点是PH的提高,石膏中石灰石含量超标,其主要问题是经济方面,石灰石浪费,石膏不纯,长期运行还有磨损、结垢问题。


  氨气过量,抛开经济因素,最大的问题是氨逃逸。过量逃逸的氨气会和烟气中的三氧化硫反应,导致后面空预器的堵塞,直接威胁系统安全运行。


  因此,烟气脱硝应避免一味追求“高效率”。


  脱硝工艺


  1、烟气脱硝,是指把已生成的NOX还原为N₂,从而脱除烟气中的NOX,按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。国内外一些科研人员还开发了用微生物来处理NOX废气的方法。


  由于从燃烧系统排放的烟气中的NOx,90%以上是NO,而NO难溶于水,因此对NOx的湿法处理不能用简单的洗涤法。


  烟气脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO₂,生成的NO₂再用水或碱性溶液吸收,从而实现脱硝。O₃氧化吸收法用O₃将NO氧化成NO₂,然后用水吸收。该法的生成物HNO₃液体需经浓缩处理,而且O3需要高电压制取,初投资及运行费用高。


  ClO₂氧化还原法ClO₂将NO氧化成NO₂,然后用Na₂SO₃水溶液将NO₂还原成N₂。该法可以和采用NaOH作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物Na₂SO₃又可作为NO₂的还原剂。ClO₂法的脱硝率可达95%,且可同时脱硫,但ClO₂和NaOH的价格较高,运行成本增加。


  2、选择性催化还原脱硝


  选择性催化还原SCR法脱硝是在催化剂存在的条件下,采用氨、CO或碳氢化合物等作为还原剂,在氧气存在的条件下将烟气中的NO还原为N₂。


  可以作为SCR反应还原剂的有NH₃、CO、H₂,还有甲烷、乙烯、丙烷、丙稀等。以氨作为还原气的时候能够得到的NO的脱除效率最高。


  SCR反应是氧化还原反应,因此遵循氧化还原机理或Mars-vanKrevelen-type机理。目前,国外学者已经在SCR反应的反应物是NO达成了一致,而不是NO₂,并且O₂参与了反应。


  3、稀硝酸吸收法


  由于NO和NO₂在硝酸中的溶解度比在水中的大得多(例如NO在浓度为12%的硝酸中的溶解度比在水中的溶解度大12倍),故采用稀硝酸吸收法以提高NOX去除率的技术得到广泛应用。


  随着硝酸浓度的增加,其吸收效率显著提高,但考虑工业实际应用及成本等因素,实际操作中所用的硝酸浓度一般控制在15%~20%的范围内。稀硝酸吸收NOX的效率除了与本身的浓度有关外,还与吸收温度和压力有关,低温高压有利于NOX的吸收。


  4、碱性溶液吸收法


  该法是采用NaOH、KOH、Na₂CO₃、NH₃·H₂O等碱性溶液作为吸收剂对NOX进行化学吸收,其中氨(NH₃·H₂O)的吸收率最高。为进一步提高对NOX的吸收效率,又开发了氨一碱溶液两级吸收:首先氨与NOX和水蒸气进行完全气相反应,生成硝酸铵白烟雾。


  然后用碱性溶液进一步吸收未反应的NOX。生成硝酸盐和亚硝酸盐,NH₄NO₃、NH₄NO₂也将溶解于碱性溶液中。吸收液经过多次循环,碱液耗尽之后,将含有硝酸盐和亚硝酸盐的溶液浓缩结晶,可作肥料使用。


  氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一;它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。


  在高温燃烧条件下,NOx主要以NO的形式存在,最初排放的NOx中NO约占95%。但是,NO在大气中极易与空气中的氧发生反应,生成NO₂,故大气中NOx普遍以NO₂的形式存在。


  空气中的NO和NO₂通过光化学反应,相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时,NO₂进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO₃)。


  在有催化剂存在时,如加上合适的气象条件,N0₂转变成硝酸的速度加快。特别是当NO₂与SO₂同时存在时,可以相互催化,形成硝酸的速度更快。

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