活性氨烟气脱硝技术

活性氨烟气脱硝技术,山东大学2012,2,火电厂锅炉烟气特点SO25004000ppm，NOx1001000ppm,SO31050ppm，HCl120ppm，HF120ppm，Hg等。烟气量200MW80万Nm3/h300MW120万Nm3/h。,SO2,NOx,一、概述,目前烟气脱硝的主要方法：选择性催化还原法（SCR）；选择性非催化还原法（SNCR）；SCR脱硝技术的核心是利用NH3在催化条件下与NOx发生氧化还原反应；SNCR脱硝技术是NH3在高温（800-1000）下与NOx发生氧化还原反应。NH3的制备包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。,1、SCR脱硝技术SCR脱硝技术的核心是利用NH3在催化条件下与NOx发生氧化还原反应；SCR技术具有反应温度低、脱硝效率高的优点，成为控制NOx的主要方法。在SCR技术中催化剂是核心，催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果。但是，催化剂容易中毒，增加了系统的不稳定性；催化剂的建设成本占整个SCR脱硝系统的20%40%，其运行也占到总运行成本的40-50%。,SNCR脱硝技术是NH3在高温（800-1000）下与NOx直接发生氧化还原反应。SNCR脱硝是在炉膛或烟道中合适温度(8501000)位置喷入氨基还原剂，无需催化剂，利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的NOx还原为无害的N2和水。,2、SNCR脱硝技术,SNCR技术脱硝率中等，不需要催化剂，运行费用较低，建设周期短，适合中小型锅炉的改造。在SNCR工艺中存在如下问题：含量10-20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温，而且反应区内各区域的温度不均匀，从而导致脱硝效率低下，目前一般的脱硝效率仅为30-50%，并且影响炉内燃烧效率。,二、活性氨基还原剂烟气脱硝技术针对SCR和SNCR技术的缺点，我们研究开发了活性氨基还原剂烟气脱硝技术。1.活性氨基还原剂烟气脱硝原理一类氨基还原剂(NR3)（氨基取代产物）能够在反应温度450800，无催化剂条件与NOx发生氧化还原反应，从而达到脱硝的目的。我们称之为活性氨烟气脱硝(HSR)技术。它能够克服SCR和SNCR技术的缺点，既不需要催化剂，也不需要太高的反应温度，能够与NOx发生氧化还原反应而达到脱硝的目的。其主要特点是：NR3比NH3具有高的反应活性。,它的技术特点与SCR、SNCR对比如下：,从上表可以看出，活性氨烟气脱硝HSR技术具有SCR和SNCR两者的优点，既具有SCR技术高的脱硝率又具有SNCR技术建设投资费用低、运行费用低的优势，从而克服了两者的缺点，具有广阔的发展前景。,2、活性氨烟气脱硝工艺流程,首先建立一套活性氨基还原剂NR3发生装置，然后通过计量系统，利用喷氨格栅喷入脱硝反应区内，使其与烟气充分混合并接触反应。其中，脱硝反应温度为450800。活性氨基还原剂NR3与烟气中NOx反应迅速。整个系统包括发生系统、计量系统、喷氨格栅等。,高反应活性氨基还原剂烟气脱硝:,活性氨基还原剂NR3,450-800，无催化剂NR3与NOX充分反应,脱硝反应区,去除NOX,喷入,N2和H2O,NOX：烟气中NO和NO2的混合物，少量的N2O3,3、活性氨脱硝技术特点,系统简单：不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有燃煤锅炉的基础上增加活性氨发生装置；系统投资小：相对于SCR投资大约在4060美元/kW的昂贵造价及高运行成本，活性氨烟气脱硝工艺由于其系统简单（投资大约在15美元/kW，以及运行中不需要昂贵的催化剂，更适合我国国情；(3)阻力小：对锅炉的正常运行影响很小；(4)系统占地面积小：活性氨发生装置占地面积小。,4、活性氨烟气脱硝技术的适应性分析,（1）在活性氨烟气脱硝HSR技术系统设计上，采用自动调节方式，通过炉内的蒸汽量、风量及煤粉的含氮量，用表比的方法，自动调整NR3的喷入量，达到所需的处理效果。（2）由于活性氨烟气脱硝系统采用气气混合并利用喷氨格栅，只要烟气温度450，即可达到预期的处理效果。在锅炉不同负荷条件下，气气混合的适应性、稳定性、脱硝效率和有效温度区间内比液气混合更好，对炉内工况影响小。（3）活性氨烟气脱硝只在烟道内进行，不会对锅炉本体造成损坏。,三、结论,活性氨烟气脱硝(HSR)技术具有重大的理论突破和应用技术突破，它具有以下优势：,（1）现有脱硝技术是利用NH3(包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料制取的氨)在高温下（SNCR技术）或催化条件下（SCR技术）与NOx发生反应而达到脱硝的目的，活性氨脱硝技术是利用活性氨基还原剂(NR3)在中等反应温度、无需催化剂条件下与NOx发生反应而达到脱硝目的，具有重大的理论突破。,（2）活性氨烟气脱硝HSR技术具有设备投资少、脱硝效率高、运行成本低和适用范围广的特点，是一项具有广泛应用前景的脱硝技术，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要的现实意义。（3）活性氨烟气脱硝HSR技术克服了现有SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高等诸多缺点；克服了SNCR技术的反应温度高、还原剂与烟气混合程度差、脱硝效率低、氨气逸出量大等一系列缺点。,（4）活性氨烟气脱硝HSR工艺不用催化剂，解决了目前我国脱硝催化剂质量不高、生产成本高、烟气成分影响大、运行费用高等一系列重要问题；活性氨烟气脱硝反应温度不高，反应选择性好，避免了SNCR脱硝工艺所存在的多种问题。（5）活性氨烟气脱硝技术只需建立活性氨NR3发生装置及