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煙氣SOCR脫硝

煙氣脫銷(xiāo)概念: 

  煙氣脫硝技術(shù)主要有干法(選擇性催化還原煙氣脫硝、選擇性非催化還原法脫硝)和濕法兩種。與濕法煙氣脫硝技術(shù)相比,干法煙氣脫硝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:基本投資低,設備及工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,脫除NOX的效率也較高,無(wú)廢水和廢棄物處理,不易造成二次污染。

煙氣脫銷(xiāo)簡(jiǎn)介:

  

  防止環(huán)境污染的重要性,已作為世界范圍的問(wèn)題而被尖銳地提了出來(lái)。隨著(zhù)現代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高,大氣污染成了人們十分關(guān)注的問(wèn)題。

二氧化硫是大氣的重要污染源之一,其污染危害甚大,故七十年代中,研究煙氣脫硫技術(shù)被許多國家列為防治大氣污染的重點(diǎn),相繼建成了一些工業(yè)規模的實(shí)用的處理裝置,與此同時(shí),對大氣污染中的另一個(gè)大問(wèn)題,即氮氧化物NOX的污染問(wèn)題,人們也開(kāi)始了防治技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。NOX在陽(yáng)光的作用下會(huì )引起光化學(xué)反應,形成光化學(xué)煙霧,從而造成嚴重的大氣污染。七十年代以來(lái)NOX的大氣污染問(wèn)題已被日益重視,人們發(fā)現:人體健康的傷害、高含量硝酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧減少以及其他一些問(wèn)題均與低濃度NOX有關(guān)系,而且其危害性比人們原先設想的要大得多。

NOX排放問(wèn)題美國和日本考慮得較多。日本早已定出了世界上最嚴格的NOX排放標準。在以煤和油為燃料的鍋爐上增加消除NOX設備的技術(shù)措施,日本是領(lǐng)先的國家,美國還在爭取獲得這種技術(shù)。

火力發(fā)電廠(chǎng)煙氣中含有大量氮氧化物,如不處理,這些廢氣排入大氣會(huì )產(chǎn)生污染形成酸雨,為了進(jìn)一步降低氮氧化物的排放,必須對燃燒后的煙氣進(jìn)行脫硝處理?;鹆Πl(fā)電廠(chǎng)煙氣脫硝設備是用來(lái)處理氮氧化物的裝置。




煙氣脫銷(xiāo)方法:

 

煙氣脫硝,是指把已生成的NOX還原為N2,從而脫除煙氣中的NOX,按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝。國內外一些科研人員還開(kāi)發(fā)了用微生物來(lái)處理NOX廢氣的方法。

由于從燃燒系統排放的煙氣中的NOx,90%以上是NO,而NO難溶于水,因此對NOx的濕法處理不能用簡(jiǎn)單的洗滌法。煙氣脫硝的原理是用氧化劑將NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或堿性溶液吸收,從而實(shí)現脫硝。O3氧化吸收法用O3NO氧化成NO2,然后用水吸收。該法的生成物HNO3液體需經(jīng)濃縮處理,而且O3需要高電壓制取,初投資及運行費用高。ClO2氧化還原法ClO2NO氧化成NO2,然后用Na2SO3水溶液將NO2還原成N2。該法可以和采用NaOH作為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)結合使用,脫硫的反應產(chǎn)物Na2SO3又可作為NO2的還原劑。ClO2法的脫硝率可達95%,且可同時(shí)脫硫,但ClO2NaOH的價(jià)格較高,運行成本增加。



選擇性催化還原脫硝

 

1)原理

選擇性催化還原SCR法脫硝是在催化劑存在的條件下,采用氨、CO或碳氫化合物等作為還原劑,在氧氣存在的條件下將煙氣中的NO還原為N2??梢宰鳛?/span>SCR反應還原劑的有NH3、CO、H2,還有甲烷、乙烯、丙烷、丙稀等。以氨作為還原氣的時(shí)候能夠得到的NO的脫除效率最高。SCR反應是氧化還原反應,因此遵循氧化還原機理或Mars-van Krevelen-type機理。 目前,國外學(xué)者已經(jīng)在SCR反應的反應物是NO達成了一致,而不是NO2,并且O2參與了反應。

 

2SCR的催化劑種類(lèi)


第一類(lèi)是Pt-RhPd等貴金屬類(lèi)催化劑,通常以氧化鋁等整體式陶瓷作為載體,最早布置的SCR系統中多采用這類(lèi)催化劑,其對SCR反應有較高的活性且反應溫度較低,但是缺點(diǎn)是對NH3有一定的氧化作用。因此在八、九十年代以后逐漸被金屬氧化物類(lèi)催化劑所取代,目前僅應用于低溫條件下以及天然氣燃燒后尾氣中NOX的脫除。

 

第二類(lèi)是金屬氧化物類(lèi)催化劑,主要包括V2O5 (WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx 、MgO、MoO3、NiO等金屬氧化物或其聯(lián)合作用的混合物通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭(AC)等作為載體且這些載體通常主要作用是提供具有大的比表面積的微孔結構在SCR反應中所具有的活性極小。當采用這一類(lèi)催化劑時(shí),通常以氨或尿素作為還原劑。反應機理通常是氨吸附在催化劑的表面,而NO的吸附作用很小。

 

第三類(lèi)是沸石分子篩型,主要是采用離子交換方法制成的金屬離子交換沸石。通常采用碳氫化合物作為還原劑。所采用的沸石類(lèi)型主要包括Y-沸石、ZSM系列、MFI、MOR等,特別是Cu-ZSM-5,國外學(xué)者的研究工作較多。 這一類(lèi)催化劑的特點(diǎn)是具有活性的溫度區間較高,最高可以達到600℃。同時(shí),這類(lèi)催化劑也是目前國外學(xué)者研究的重點(diǎn),但是工業(yè)應用方面還不多。

 

濕法煙氣脫硝技術(shù)

 

濕法煙氣脫硝是利用液體吸收劑將NOX溶解的原理來(lái)凈化燃煤煙氣。其最大的障礙是NO很難溶于水,往往要求將NO首先氧化為NO2。為此一般先將NO通過(guò)與氧化劑O3、ClO2KMnO4反應,氧化生成NO2,然后NO2被水或堿性溶液吸收,實(shí)現煙氣脫硝。



 

1)稀硝酸吸收法

由于NONO2在硝酸中的溶解度比在水中的大得多(例如NO在濃度為12%的硝酸中的溶解度比在水中的溶解度大12),故采用稀硝酸吸收法以提高NOX去除率的技術(shù)得到廣泛應用。隨著(zhù)硝酸濃度的增加,其吸收效率顯著(zhù)提高,但考慮工業(yè)實(shí)際應用及成本等因素,實(shí)際操作中所用的硝酸濃度一般控制在15%20%的范圍內。稀硝酸吸收NOX的效率除了與本身的濃度有關(guān)外,還與吸收溫度和壓力有關(guān),低溫高壓有利于NOX的吸收。

 

2)堿性溶液吸收法

該法是采用NaOH、KOH、Na2CO3、NH3·H2O等堿性溶液作為吸收劑對NOX進(jìn)行化學(xué)吸收,其中氨(NH3·H2O)的吸收率最高。為進(jìn)一步提高對NOX的吸收效率,又開(kāi)發(fā)了氨一堿溶液兩級吸收:首先氨與NOX和水蒸氣進(jìn)行完全氣相反應,生成硝酸銨白煙霧;然后用堿性溶液進(jìn)一步吸收未反應的NOX。生成硝酸鹽和亞硝酸鹽,NH4NO3、NH4NO2也將溶解于堿性溶液中。吸收液經(jīng)過(guò)多次循環(huán),堿液耗盡之后,將含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的溶液濃縮結晶,可作肥料使用。


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