一、SCR脫硝
國内常用(yòng)的脫硝工(gōng)藝爲選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化氧化法(SCR)及SNCR+SCR聯用(yòng)技術,這(zhè)些(xiē)技術目前已非常成熟,且大(dà)量運用(yòng)在各個行業的煙(yān)氣脫硝上(shàng), SCR脫硝根據催化劑适用(yòng)煙(yān)氣溫度,将催化劑分爲高(gāo)溫催化劑(350℃~450℃)、中溫催化劑(250℃~350℃)、低(dī)溫催化劑(180℃~250℃),超低(dī)溫催化劑(120℃~180℃),我公司SCR脫硝除了(le)常規各類脫硝催化劑及工(gōng)藝外(wài),******開(kāi)發推出專有配方超高(gāo)溫脫硝催化劑(适用(yòng)煙(yān)氣溫度500℃~550℃),中低(dī)溫耐硫耐堿脫硝催化劑(适用(yòng)高(gāo)硫、高(gāo)硫高(gāo)堿中低(dī)溫脫硝)、垃圾焚燒用(yòng)低(dī)溫脫硝及二噁英催化劑(适用(yòng)垃圾焚燒煙(yān)氣高(gāo)水(shuǐ)、高(gāo)堿金(jīn)屬、高(gāo)氮氧化物、高(gāo)酸性物低(dī)溫脫硝)。
SCR脫硝效率可以高(gāo)達95%以上(shàng),NOx排放(fàng)濃度可以控制在50mg/Nm3(幹基,基準氧)以下(xià),是其他(tā)任何一項脫硝技術都無法單獨達到(dào)的。
二、SCR脫硝原理(lǐ)
選擇性催化還原法(SCR)的基本原理(lǐ)是利用(yòng)氨(NH3)對(duì)NOx的還原功能(néng),采用(yòng)氨氣(NH3)作(zuò)爲還原劑(氨氣來(lái)源可采用(yòng)液氨、氨水(shuǐ)、尿素等制得),通過與煙(yān)氣(或空(kōng)氣)混合得到(dào)體積濃度小(xiǎo)于5%的混合氣,混合氣再通過氨氣噴射格栅(AIG)噴入與催化劑使用(yòng)相适宜溫度的煙(yān)氣中,與煙(yān)氣中的NOx混合後,擴散到(dào)催化劑表面,在催化劑作(zuò)用(yòng)下(xià),氨氣(NH3)将煙(yān)氣中的NO和(hé)NO2還原成無公害的氮氣(N2)和(hé)水(shuǐ)(H2O)(如圖)。這(zhè)裏“選擇性”是指氨有選擇的與煙(yān)氣中的NOx進行還原反應,而不與煙(yān)氣中大(dà)量的O2作(zuò)用(yòng)。整個反應的控制環節是煙(yān)氣在催化劑表面層流區(qū)和(hé)催化劑微孔内的擴散。
脫硝主要反應方程如下(xià);
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1)
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (2)
在一般燃燒産生煙(yān)氣的NOx中,NO約占95%,NO2約占5%,所以化學反應式(1)爲主要反應,實際氨氮比接近1:1。
SCR脫硝的技術核心是脫硝催化劑,脫硝催化劑的組分如下(xià)圖所示:
三、低(dī)溫SCR脫硝催化劑硫堵原因及措施
SCR技術通常采用(yòng)V2O5/TiO2基催化劑來(lái)促進脫硝還原反應。脫硝催化劑使用(yòng)高(gāo)比表面積銳钛型TiO2作(zuò)爲載體, V2O5作(zuò)爲主要活性成分,爲了(le)提高(gāo)脫硝催化劑的熱穩定性、機械強度和(hé)抗中毒性能(néng),往往還在其中添加适量的WO3、MoO3、玻璃纖維等作(zuò)爲助添加劑。
催化劑活性成分V2O5 在催化還原NOx 的同時(shí),還會(huì)催化氧化煙(yān)氣中SO2 轉化成SO3(反應式3)。如煙(yān)氣在150~220℃低(dī)溫段區(qū)域脫硝(低(dī)溫脫硝),SO3 與NH3 反應生成高(gāo)粘性NH4HSO4(反應4),NH4HSO4粘結與粘附煙(yān)氣中的飛(fēi)灰顆粒會(huì)造成脫硝催化劑以及煙(yān)氣系統内換熱設備堵塞與腐蝕。NH4HSO4附着在催化劑表面影響催化劑活性,通常也(yě)習慣稱爲硫酸氫铵中毒。
2SO2 + O2 → 2SO3 (3)
SO3+NH3+H2O→NH4HSO4 (4)
爲防止此問題,除嚴格控制氨逃逸濃度小(xiǎo)于3ppm外(wài),應盡可能(néng)減少V2O5 含量,并添加WO3或MoO3,控制催化劑活性,抑制SO2/SO3 轉化,通常要求煙(yān)氣經過催化劑後的SO2/SO3 轉化率低(dī)于1.0%。
四、專用(yòng)耐硫耐堿低(dī)溫脫硝催化劑介紹
我公司***新推出的耐硫耐堿低(dī)溫脫硝催化劑,采用(yòng)錳(MnOx)系和(hé)稀土系獨特配方,可極大(dà)程度抑制SO2/SO3 轉化,同時(shí)具有分解硫酸氫铵、氯化铵、氟化铵的能(néng)力,該脫硝催化劑産品穩定性高(gāo),适應溫度範圍廣,在150~450℃工(gōng)況下(xià)具有高(gāo)脫硝活性。産品抗堿金(jīn)屬中毒能(néng)力強,是傳統催化劑數十倍,同時(shí)能(néng)有效抵抗重金(jīn)屬中毒。
低(dī)溫脫硝如采用(yòng)普通低(dī)溫催化劑爲防堵必須要求在低(dī)硫煙(yān)氣氛圍中進行,因此脫硝一般設置在煙(yān)氣脫硫之後,如設置在脫硫之前,則必需考慮催化劑硫堵之後提溫再生措施,這(zhè)一方面增加了(le)工(gōng)藝操作(zuò)難度,另一方面也(yě)大(dà)大(dà)增加了(le)運行費用(yòng)。采用(yòng)我公司耐硫耐堿低(dī)溫脫硝催化劑其适用(yòng)煙(yān)氣硫含量指标可如下(xià):在工(gōng)作(zuò)溫度180~200℃時(shí),可耐硫500mg/Nm3, 工(gōng)作(zuò)溫度230℃時(shí),可耐硫500-1500mg/Nm3, 工(gōng)作(zuò)溫度260℃時(shí),可耐硫1500mg/Nm3以上(shàng)。而不耐硫低(dī)溫脫硝催化劑在工(gōng)作(zuò)溫度200℃時(shí),SO2濃度要求不能(néng)大(dà)于50mg/Nm3。
采用(yòng)我公司耐硫耐堿低(dī)溫脫硝催化劑,低(dī)溫脫硝工(gōng)藝流程的設計(jì)将更加靈活,特别是可以放(fàng)置在脫硫除塵之前進行前脫硝,不用(yòng)擔心硫酸氫铵中毒,不用(yòng)考慮布袋除塵器濾料耐高(gāo)溫性能(néng)的選擇(設置後脫硝則前端的布袋除塵器不得不在較高(gāo)溫度下(xià)運行,因此前脫硝可選擇低(dī)溫濾料降低(dī)布袋費用(yòng)),總之前置低(dī)溫脫硝加幹法脫硫具有以下(xià)優點;
- 催化劑具有超強的耐硫能(néng)力,******可耐1500mg/Nm³的SO2,适用(yòng)于目前大(dà)多數行業需求。
- 布袋除塵器運行溫度低(dī),煙(yān)氣工(gōng)況體積小(xiǎo),降低(dī)了(le)布袋除塵器濾料及設備投資,降低(dī)了(le)除塵器運行費用(yòng)。
- 餘熱裝置放(fàng)置在前脫硝之後,脫硫之前,可******程度回收餘熱,節能(néng)************。
- 前端脫硝後端幹法脫硫可利用(yòng)幹法脫硫劑脫吸收一部分逃逸的氨,确保氨逃逸超低(dī)排放(fàng)。
- 幹法脫硫無白(bái)色煙(yān)雨産生。
低(dī)溫前置脫硝典型工(gōng)藝流程如下(xià):
SCR低(dī)溫脫硝——餘熱裝置(根據煙(yān)氣溫度及業主決定是否配置)——CFB幹法脫硫(或SDS幹法脫硫)——布袋除塵——引風(fēng)機——煙(yān)囪
成都今朝源脫硝工(gōng)程項目設計(jì)的特點:
- 根據業主煙(yān)氣條件及淨化指标要求制定***适宜可行的工(gōng)藝路線方案,煙(yān)氣條件包括溫度、壓力、流量、水(shuǐ)含量、硫含量、氮氧化物含量、顆粒物含量、顆料物化學成分、其它酸性物(HF、HCl)含量等。
- 根據工(gōng)藝路線方案進行詳細工(gōng)藝計(jì)算(suàn),包括物料衡算(suàn)、熱量衡算(suàn)、動設備動量衡算(suàn)、水(shuǐ)力計(jì)算(suàn)、催化劑用(yòng)量計(jì)算(suàn),反應器尺寸計(jì)算(suàn)等。
- CFD流場模拟,優化反應器及煙(yān)道(dào)布置設計(jì)。采用(yòng)流程模拟軟件對(duì)脫硝系統(反應器、煙(yān)道(dào)、噴氨格栅、混合器)的速度場、溫度場進行模拟。