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產(chǎn)品說明
“SDS脫硫+低溫SCR脫硝”工藝組合已逐漸成為國內(nèi)大型鋼聯(lián)企業(yè)焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝工藝。干法脫硫技術(shù)成熟,運行穩(wěn)定可靠,全干法處理,無廢水產(chǎn)生,無脫硫塔,占地面積小,運行成本低,脫硫效率高(可達(dá)95%以上),靈活性很高,可以滿足更嚴(yán)格的排放指標(biāo)。“SDS脫硫+低溫SCR脫硝”工藝簡潔,一次性投資少,運行成本低,占地面積小,操作維護(hù)簡單,全干法治理,有效避免煙囪大白煙產(chǎn)生。目前該工藝在國內(nèi)焦?fàn)t煙道氣治理中已形成主流。
應(yīng)用領(lǐng)域:我公司自主研發(fā)的煙氣SDS干法脫硫脫硫及低溫SCR脫硝設(shè)備主要應(yīng)用于冶金、焦?fàn)t、玻璃窯爐等行業(yè).
脫硝技術(shù)的分類
1、干法煙氣脫硝技術(shù)
1)吸附-再生法
讓煙氣通過可循環(huán)再生的固體吸附材料去除NOx。可用的活性吸附材料有以分子篩、活性炭、氧化銅、活性氧化鋁、活性焦、硅膠和含NH3泥煤為載體吸附的材料。吸附再生有壓降大、吸附劑磨損等問題。
2)選擇性催化還原(SCR)
SCR法是采用NH3(也可以是尿素、H2、HC和CO等)作為還原劑,將NOx還原成N2和H2O。NH3選擇性地只與NO反應(yīng),而不與煙氣中的O2反應(yīng),O2又能促進(jìn)NH3與NO的反應(yīng)。
SCR脫硝裝置主要包括SCR反應(yīng)器、輔助系統(tǒng)、氨儲存及處理系統(tǒng)和氨注入系統(tǒng)。SCR的核心是SCR脫硝催化劑,通常被制成蜂窩式、板式或波紋式。
SCR催化劑分為高溫(345~590℃)、中溫(260~380℃)和低溫(80~300℃),不同催化劑適宜的反應(yīng)溫度不同,釩鎢鈦系催化劑的活性溫度窗口為320~420℃,反應(yīng)溫度窗口集中在340~380℃為佳。
催化劑載體包括TiO2、TiO2/SiO2、TiO2/硅酸鹽、Al2O3/SiO2和活性炭等,載體可以是單組分也可以是多組分;其催化活性組分元素從W、Mo和V的氧化物向含F(xiàn)e、Ce、Mn、Bi和Cu等元素的復(fù)合氧化物發(fā)展,同時,也有沸石分子篩、炭基催化劑、金屬氧化物等催化劑。
SCR脫硝技術(shù)是目前國際上應(yīng)用廣泛的煙氣脫硝技術(shù),優(yōu)點是沒有副產(chǎn)物、不形成二次污染、裝置結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、脫硝效率高、運行可靠、便于維護(hù),缺點是催化劑失活和尾氣中殘留NH3,在有氧條件下,SO3與過量NH3反應(yīng)生成具有腐蝕性和黏性的NH4HSO4,可導(dǎo)致尾部煙道設(shè)備損壞。SCR催化劑平均壽命約為3a。
SCR催化劑失活機(jī)理復(fù)雜,不同煤種導(dǎo)致不同的煙氣組分和不同的SCR脫硝催化劑配方和成型工藝,引起SCR催化劑失活機(jī)理不同。通常,SCR催化劑失活包括堿金屬(Na、K)中毒、銨鹽中毒、催化劑堵塞、機(jī)械磨損,飛灰沖刷催化劑表面導(dǎo)致有效成分流失、熱燒結(jié)導(dǎo)致載體TiO2晶形轉(zhuǎn)變等。
再生手段包括:高效清洗,如真空吸塵或壓縮空氣吹灰、活性成分補(bǔ)充,如活性組分再浸漬和焙燒、超聲清洗和清洗液浸泡或噴淋等措施。對于已失去再生價值的失活廢舊SCR脫硝催化劑需要進(jìn)行無害化處理或資源化利用??尚械淖龇ㄊ?對廢舊SCR脫硝催化劑中的貴金屬或重金屬,如V和/或W進(jìn)行回收,回收貴金屬或重金屬后無害化的廢舊SCR脫硝催化劑可用作生產(chǎn)SCR脫硝催化劑的原料,或用于制作建筑材料。
2、濕法煙氣脫硝技術(shù)
燃燒煙氣中95%以上的NOx為NO,難溶于水,濕法煙氣脫硝技術(shù)是用水以外的溶解介質(zhì),例如酸,特別是硝酸來吸收NO,或先將NO氧化為易溶于水或堿的N2O5和NO2,再進(jìn)行吸附或吸收。
1)絡(luò)合吸收法
煙氣中NOx主要以NO的形式存在,而NO又基本不溶于水,無法進(jìn)入到液相介質(zhì)中。為此,濕式絡(luò)合吸收法的原理是利用一些金屬螯合物,如Fe(E)·EDTA、Fe(NTA)、Fe(II)-EDTA、Fe(II)-EDTA-Na2SO3以及FeSO4等與溶解的NOx,特別是NO迅速反應(yīng)形成絡(luò)合物,絡(luò)合物加熱釋放出NO,從而使NO富集回收或進(jìn)一步做還原或氧化處理。絡(luò)合吸收法NOx脫除率較高。但螯合物的循環(huán)利用比較困難,在反應(yīng)中螯合物會有損失,吸收液易失活,再生困難,利用率低,廢液處理復(fù)雜,運行費用很高。
2)氧化法
氧化法采用強(qiáng)氧化劑,如雙氧水、臭氧、氯氧化物等,將煙氣中的NO氧化為易溶于水或堿的N2O5和NO2,并在后續(xù)濕法脫硫中實現(xiàn)脫除。目前廣泛研究的液相氧化劑有HNO3、KMnO4、NaClO2、NaClO、H2O2、KBrO3、K2CrO7、Na2CrO4、(NH4)2CrO7等。氧化催化劑有V2O5(酸性溶液中)、活性炭、分子篩等。
氧化法中尤以臭氧法的應(yīng)用較為廣泛,臭氧法氧化生成的N2O5易溶于水而生成HNO3,并在煙氣脫硫的過程中與堿類物質(zhì)反應(yīng)生成NaNO3、Mg(NO3)2等無機(jī)鹽。
氧化吸收脫硝存在一些缺點,如對設(shè)備要求高、吸收過程產(chǎn)生的酸性廢液難以處理等。
3)酸吸收法
酸吸收法脫硝是用酸類物質(zhì),如硝酸對煙氣中的NOx進(jìn)行吸收,這是因為NOx在酸中的溶解度遠(yuǎn)高于在水中的溶解度。NOx可充分地被濃硫酸吸收,利用此性質(zhì),可以把NO和NO2吸收到濃硫酸中,制成亞硝酸硫酸(NOHSO4)并回收。酸吸收法的脫硝效率受吸收溫度和壓力等因素影響,技術(shù)上存在耗能高、吸收過程中對酸的循環(huán)量要求很大等問題。
4)堿吸收法
堿吸收法脫硝是用一些堿性溶液作為吸收劑,例如NaOH、KOH和NH3·H2O溶液等。堿吸收法脫硝工藝比較簡單,同時可回收脫硝產(chǎn)物(亞硝酸鹽和硝酸鹽等),但也存在著脫硝效率不高、對煙氣中NOx的濃度有限制等缺點。
3、煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)
1)活性炭法
該工藝主體設(shè)備是一個類似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器內(nèi),煙氣中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠,隨后由活性炭吸附。向吸附塔內(nèi)注入氨,氨與NOx在活性炭催化還原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可進(jìn)入脫附器中加熱再生。
2)NOxSO法
在電除塵器(EP)下游設(shè)置流化床吸收塔(FB),用硫酸鈉浸漬過的γ-Al2O3圓球作為吸收劑,吸收劑吸收NOx、SO2后,在高溫下用還原性氣體(CO、CH4等)進(jìn)行還原,生成H2S和N2。
3)SNOx(WSA-SNOx)法
WSA-SNOx法是濕式洗滌并脫除NOx技術(shù)。在該工藝中煙氣首先經(jīng)過SCR反應(yīng)器,NOx在催化劑作用下被氨氣還原為N2,隨后煙氣進(jìn)入改質(zhì)器中,SO2在此被固相催化劑氧化為SO3,SO3經(jīng)過煙氣再熱器GGH后進(jìn)入WSA冷凝器被水吸收轉(zhuǎn)化為硫酸。
采用SNOx技術(shù),SO2和NOx的脫除率可達(dá)95%。SNOx技術(shù)除消耗氨氣外,不消耗其他的化學(xué)品,不產(chǎn)生其他濕法脫硫產(chǎn)生的廢水、廢棄物等二次污染,不產(chǎn)生石灰石脫硫產(chǎn)生的CO2,不足之處是能耗較大,投資費用較高,而且濃硫酸的儲存及運輸較困難。
4)高能粒子射線法
高能粒子射線法包括電子束(EBA)工藝和等離子體工藝,原理是利用高能粒子(離子)將煙氣中的部分分子電離,形成活性自由基和自由電子等,氧化煙氣中的NOx。這種技術(shù)不僅能去除煙氣中的NOx和SO2,還能同時去除重金屬等物質(zhì)。
典型工藝過程依次包括:游離基的產(chǎn)生,脫硫脫硝反應(yīng),硫酸銨、硝酸銨的產(chǎn)生。電子束照射技術(shù)脫硝率可達(dá)到75%以上,不產(chǎn)生廢水和廢渣。主要有電子束照射技術(shù)和脈沖電暈等離子體技術(shù)。脈沖電暈等離子體技術(shù)可同時脫硫、脫硝和除塵,但是耗能較大,目前對其反應(yīng)機(jī)理還缺乏全面的認(rèn)識。
5)濕式FGD加金屬螯合物法
仲兆平等發(fā)明了噴射鼓泡法用煙氣脫硫脫硝吸收液,包括石灰或石灰石漿液、占石灰或石灰石漿液0.05%~0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的水溶性有機(jī)酸和占石灰或石灰石漿液0.03%~0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的鐵系或銅系金屬螯合物。金屬螯合物工藝的缺點是螯合物的循環(huán)利用比較困難,因為在反應(yīng)中螯合物有損失,造成運行費用很高。
6)氯酸氧化法
由于氯酸的強(qiáng)氧化性,采用含有氯酸的氧化吸收液可以同時脫硫脫硝,脫硫率可達(dá)98%,脫硝率達(dá)95%以上,還可以脫除有毒的微量金屬元素,如As、Be、Cd、Cr、Pb、Hg和Se。除了采用氯酸脫硫脫硝外,采用NaClO3/NaOH同時脫除SO2和NOx也獲得較好的效果。
4、脫硝技術(shù)發(fā)展趨勢
1)在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),SCR仍然是脫硝技術(shù)領(lǐng)域和脫硝市場的主流技術(shù)。這一技術(shù)還會繼續(xù)改進(jìn)和發(fā)展,改進(jìn)主要集中在:優(yōu)化工藝流程;研發(fā)反應(yīng)溫度低、效率高、抗熱性好、催化活性溫度窗口寬及耐水性、耐硫性優(yōu)異的高性能SCR催化劑;SCR催化劑壽命延長和再生技術(shù)。
2)創(chuàng)新脫硝機(jī)理成為脫硝技術(shù)研究的熱點。例如,催化直接分解NOx,將NOx直接分解成N2和O2;用還原性好的碳材料將SO2和NOx分別還原為單質(zhì)硫(硫磺)和N2,并生成CO2,N2和CO2作為無害氣體排放。
3)研發(fā)脫硝技術(shù)的多聯(lián)產(chǎn)工藝或多級脫硝工藝。重點開發(fā)生產(chǎn)硫酸銨化肥和硝酸銨化肥等副產(chǎn)品的同步脫硝脫硫工藝;同時按照煙氣中NOx和SO2濃度進(jìn)行多級脫硝、脫硫成為煙氣凈化技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。
4)基于不同脫硝機(jī)理的不同脫硝工藝的結(jié)合或聯(lián)用是脫硝技術(shù)的一個重要發(fā)展方向,例如SNCR/SCR聯(lián)合脫硝;SCR與各種不同機(jī)理的低NOx氣體燃料方式或低NOx燃燒器的聯(lián)用;SCR與臭氧法、電子束法、等離子法、氧化法和/或微波法的結(jié)合,都有可能產(chǎn)生高效的新脫硝技術(shù)。
5)聯(lián)合脫硝脫硫技術(shù)是脫硝技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢。與單獨的脫硝或脫硫工藝相比,在一個系統(tǒng)內(nèi)同時脫硝和脫硫的工藝有很大的優(yōu)越性,如減少系統(tǒng)復(fù)雜性、具有更好的運行性能和低成本。
6)開發(fā)新的脫硝催化劑或脫硝吸附劑;開發(fā)高效、低廉、多功能的復(fù)合型和可再生循環(huán)利用的脫硝催化劑和吸附劑及其脫硝工藝,來降低脫硝成本,提高脫硝率。
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