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公司新聞
脫硝噴槍廠家用問(wèn)答方式講述脫硝技術(shù)問(wèn)題
作者:  來(lái)源: http://www.hdbxzp.cn/gsxw/n744.html   發(fā)布時(shí)間:2018-10-29
氮氧化物的的危害有哪些?
答:(1)、NO能使人中樞神經(jīng)麻痹并導(dǎo)致死亡,NO2會(huì)造成哮喘和肺氣腫,破壞人的心、肺,肝、腎及造血組織的功能喪失,其毒性比NO更強(qiáng)。無(wú)論是NO、NO2或N2O,在空氣中的較高允許濃度為5mg/m3(以NO2計(jì))。
 
(2)、NOx與SO2一樣,在大氣中會(huì)通過(guò)干沉降和濕沉降兩種方式降落到地面,形成硝酸鹽或是硝酸。硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更強(qiáng),因?yàn)樗趯?duì)水體的酸化、對(duì)土壤的淋溶貧化、對(duì)農(nóng)作物和森林的灼傷毀壞、對(duì)建筑物和文物的腐蝕損傷等方面絲毫不不遜于硫酸型酸雨。所不同的是,它給土壤帶來(lái)一定的有益氮分,但這種“利”遠(yuǎn)小于“弊”,因?yàn)樗赡軒?lái)地表水富營(yíng)養(yǎng)化,并對(duì)水生和陸地的生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。
 
(3)、大氣中的NOx有一部分進(jìn)入同溫層對(duì)臭氧層造成破壞,使臭氧層減薄甚至形成空洞,對(duì)人類(lèi)生活帶來(lái)不利影響;同對(duì)NOx中的N2O也是引起全球氣候變暖的因素之一,雖然其數(shù)量較少,但其溫室效應(yīng)的能力是CO2的200-300倍。
 
2 影響NOx生成的主要因素有哪些?
 
答:鍋爐煙氣中的NOx主要來(lái)自燃料中的氮,從總體上看燃料氮含量越高,則NOx的排放量也就越大。
 
3 控制NOx的措施有那些?
 
答:有關(guān) NOx的控制方法從燃料的生命周期的三個(gè)階段入手,即燃燒前、燃燒中和燃燒后。當(dāng)前,燃燒前脫硝的研究很少,幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的 NOx控制。所以在國(guó)際上把燃燒中 NOx的所有控制措施統(tǒng)稱(chēng)為一次措施,把燃燒后的 NOx控制措施稱(chēng)為二次措施,又稱(chēng)為煙氣脫硝技術(shù)。目前普遍采用的燃燒中 NOx控制技術(shù)即為低 NOx燃燒技術(shù),主要有低 NOx燃燒器、空氣分級(jí)燃燒和燃料分級(jí)燃燒。燃煤電廠脫硝技術(shù)主要有選擇性非催化還原技術(shù) (SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)(SCR)、以及 SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)。
 
4 什么是低氮燃燒技術(shù)?
 
答:對(duì) NOx的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域的溫度和過(guò)量空氣量。因此,低 NOx燃燒技術(shù)就是通過(guò)控制燃燒區(qū)域的溫度和空氣量,以達(dá)到阻止 NOx生成及降低其排放的目的。目前常用的低 NOx燃燒技術(shù)有燃燒優(yōu)化、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、低 NOx燃燒器
 
5什么是SNCR煙氣脫硝技術(shù)?
 
答:SNCR即為選擇性非催化還原法,是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的NOx脫除技術(shù),其原理是以NH3、尿素等作為還原劑,在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。在適宜的溫度范圍內(nèi),氣相的氨或者尿素就會(huì)分解為自由基NH3和NH2,在特定的溫度和氧存在的條件下,還原劑與NOx的反應(yīng)優(yōu)于于其他反應(yīng)而進(jìn)行。還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍,此溫度范圍稱(chēng)為溫度窗口,對(duì)SNCR的脫硝效率有較大影響。
 
6 SNCR脫硝反應(yīng)機(jī)理是什么?
 
答:SNCR是一種不用催化劑,在850-1100℃范圍內(nèi)還原NOx的方法。SNCR技術(shù)是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域,該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器,可通過(guò)對(duì)鍋爐進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)。SNCR反應(yīng)物貯存和操作系統(tǒng)與SCR系統(tǒng)是相似的,但它所需的氨和尿素的量比SCR工藝要高。
在爐膛850-1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),在無(wú)催化劑作用下,氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2反應(yīng),主要反應(yīng)為:
氨為還原劑:
NH3+NOx→N2+H20
尿素為還原劑:
CO(NH2)2→2NH2+CO
NH2+NOx→N2+H20
CO+NOx→N2+CO2
當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),超過(guò)反應(yīng)溫度窗口時(shí),氨就會(huì)被氧化成NOx:
NH3+O2→NOx+H20
SNCR工藝的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3和NOx的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等。研究表明SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要,較佳反應(yīng)溫度是950℃,若溫度過(guò)低,NH3的反應(yīng)不完全,容易造成NH3泄漏;而溫度過(guò)高,NH3則容易被氧化為NOx,抵消了NH3的脫除效率。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致還原劑的損失和NOx脫除率下降。通常涉及合理的SNCR工藝能達(dá)到30%-70%的脫除效率,部分企業(yè)甚至可以高達(dá)80%。
 
7 SNCR煙氣脫硝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
 
答:(1)用安全的尿素還原劑,不產(chǎn)生液體或固體的廢料;
(2)設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu),安裝簡(jiǎn)便,建設(shè)周期短;
(3)所占空間較小,鍋爐SNCR噴射區(qū)可以全部布置在鍋爐平臺(tái)上;
(4)噴射是多層次的,并且隨負(fù)載及操作指令自動(dòng)控制;
(5)對(duì)煤種變化不敏感;
(6)適用: 煤、石油、天然氣、水泥窯、垃圾爐等;
(7)NOx脫除效率25~50%,某些爐型可以更高;
(8)投資少,運(yùn)行成本低;
(9)適用于脫硝效率要求不高的機(jī)組,特別適用于機(jī)組脫硝改造工程;
(10)在機(jī)組排放要求較高時(shí),具有與LNB+OFA和SCR技術(shù)結(jié)合的手段。
 
8 SNCR煙氣脫硝技術(shù)的缺點(diǎn)有哪些?
 

答:SNCR的缺點(diǎn)是脫硝效率相對(duì)較低,通常大型鍋爐的SNCR脫硝效率在40%以下。SNCR技術(shù)采用精細(xì)的流場(chǎng)分析技術(shù),針對(duì)各種爐型不同的運(yùn)行實(shí)況確定各關(guān)鍵參數(shù)的邊界條件,經(jīng)過(guò)詳細(xì)的CFD模擬和CKM計(jì)算,制定準(zhǔn)確的工藝設(shè)計(jì)方案和布置;河北思凱淋擁有專(zhuān)業(yè)脫硝設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),和豐富的SNCR工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),能夠提供針對(duì)性的解決方案,向用戶提供專(zhuān)業(yè)的服務(wù),達(dá)到提高脫硝效率的目的。尤其SNCR脫硝核心部件脫硝噴槍采用特種材料和加工工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn),榮獲國(guó)家多項(xiàng)專(zhuān)利,脫硝噴槍?zhuān)ㄋ喔G爐專(zhuān)用)專(zhuān)利號(hào):2021304335984 ;一種高效水泥廠專(zhuān)用脫硝噴槍專(zhuān)利號(hào)2019223606372 ;一種鋼廠專(zhuān)用外混雙介質(zhì)霧化降溫噴槍-2022205371845。贏得了客戶和同行的高度認(rèn)可,成為業(yè)內(nèi)知名品牌!


 
9 SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用范圍如何?
 
答:SNCR脫硝技術(shù)應(yīng)用范圍涵蓋水泥、電力、化工、鋁業(yè)、食品等各行各業(yè),可適用于各種不同爐況,比較常見(jiàn)的有水泥窯爐、CFB鍋爐、垃圾爐、煤粉爐和鏈條爐,由于其爐膛內(nèi)的溫度正好處于其反應(yīng)溫度窗內(nèi),因此SNCR適應(yīng)性比較好,噴氨點(diǎn)的設(shè)置和控制比較簡(jiǎn)單。而且由于不經(jīng)過(guò)對(duì)流受熱面,爐膛內(nèi)的溫度又相對(duì)穩(wěn)定,所以運(yùn)行的可靠性相對(duì)要好一些。。
 
10 什么是SCR煙氣脫硝技術(shù)?
 
答:SCR煙氣脫硝技術(shù)即選擇性催化還原技術(shù)(Selective Catalytic Reduction,簡(jiǎn)稱(chēng) SCR),是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑,利用催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等堿金屬) 在溫度為200-450℃時(shí)將煙氣中的 NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退S捎贜H3具有選擇性,只與NOx發(fā)生反應(yīng),基本不與O2反應(yīng),故稱(chēng)為選擇性催化還原脫硝。在通常的設(shè)計(jì)中,使用液態(tài)純氨或氨水(氨的水溶液),無(wú)論以何種形式使用氨,首先使氨蒸發(fā),然后氨和稀釋空氣或煙氣混合,利用噴氨格柵將其噴入 SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。
 
11 SCR法的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
 
答:SCR法是國(guó)際上應(yīng)用較多、技術(shù)較成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是:由于使用了催化劑,故反應(yīng)溫度較低;凈化率高,可高達(dá)85%以上;工藝設(shè)備緊湊,運(yùn)行可靠;還原后的氮?dú)夥趴?,無(wú)二次污染。
 
12 SCR法的缺點(diǎn)有哪些?
 
答:SCR法存在一些明顯的缺點(diǎn):煙氣成分復(fù)雜,某些污染物可使催化劑中毒;高分散度的粉塵微??筛采w催化劑的表面,使其活性下降;系統(tǒng)中存在一些未反應(yīng)的NH3和煙氣中的SO2作用,生成易腐蝕和堵塞設(shè)備的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氫氨NH4HSO4,同時(shí)還會(huì)降低氨的利用率;投資與運(yùn)行費(fèi)用較高。
 
13 SCR系統(tǒng)里的NOx是如何被反應(yīng)的?
 
在 SCR反應(yīng)器內(nèi),NO通過(guò)以下反應(yīng)被還原:
 
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O
 
6NO + 4NH3 → 5N2+ 6H2O
 
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí),反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。
 
在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的 NOx濃度的 5% ,NO2參與的反應(yīng)如下:
 
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2+ 6H2O
 
6NO2 + 8NH3 → 7N2+ 12H2O
 
上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原 NO2比還原 NO 需要更多的氨。在絕大多數(shù)鍋爐的煙氣中,NO2僅占 NOx 總量的一小部分,因此 NO2的影響并不顯著。
 
14 SCR脫硝法的催化劑如何選擇?
 
答:SCR法中催化劑的選取是關(guān)鍵因素,對(duì)催化劑的要求是活性高、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好不產(chǎn)生二次污染。在以氨為還原劑來(lái)還原NOx時(shí),雖然過(guò)程容易進(jìn)行,銅、鐵、鉻、錳等非貴金屬都可起到有效的催化作用,但因煙氣中含有SO2、塵粒和水霧,對(duì)催化反應(yīng)和催化劑均不利,故采用銅、鐵等金屬作為催化劑的SCR法須首先進(jìn)行煙氣除塵和脫硫;或者是選用不易受骯臟煙氣污染和腐蝕等影響的,同時(shí)要具有一定的活性和耐受一定溫度的催化劑,如二氧化鈦為基體的堿金屬催化劑,其較佳反應(yīng)溫度為300-400℃。
 
15 如何保證SCR系統(tǒng) NOx脫除效率?
 
答:SCR系統(tǒng) NOx脫除效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎完全和 NOx反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開(kāi)了反應(yīng)器。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量就會(huì)增加,為了維持需要的 NOx脫除率,就須增加反應(yīng)器中 NH3/NOx摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。
 
16 SCR脫硝過(guò)程中氨的氧化機(jī)理及危害?
 
答:氨的氧化將一部分氨轉(zhuǎn)化為其它的氮化合物??赡艿姆磻?yīng)有:
 
4NH3 + 5O2 → 4NO+ 6H2O
 
4NH3 + 3O2 → 2N2+ 6H2O
 
2NH3 + 2O2 → N2O+ 3H2O
 
影響氨氧化反應(yīng)的因素有:催化劑成分、煙氣中各組分和氨的濃度、反應(yīng)器溫度等。一般認(rèn)為在釩催化劑上,當(dāng)溫度超過(guò) 399℃時(shí),氨的氧化對(duì)脫硝過(guò)程才有顯著影響。
 
其危害:首先,達(dá)到給定的 NOx脫除率需要的氨供給率將增加,需要添加額外的還原劑以替換被氧化的氨;第二,氨的氧化減少了催化劑內(nèi)表面吸附的氨,可能影響 NOx脫除,可能導(dǎo)致催化劑體積不足;此外,由于氨不是被氧化就是與 NOx反應(yīng)或者作為氨逃逸從反應(yīng)器中排出,因此氨的氧化使 SCR工藝過(guò)程的物料平衡變得復(fù)雜。因此, SCR煙氣脫硝系統(tǒng)需要安裝氨逃逸的測(cè)量?jī)x器。
 
17 SCR脫硝過(guò)程中SO2氧化的機(jī)理及危害?
 
答:SCR催化劑的氧化特性使燃用含硫煤的鍋爐的脫硝反應(yīng)器也會(huì)將 SO2氧化為 SO3: 2SO2 + O2 → 2SO3 。SO2氧化率受煙氣中 SO2濃度、反應(yīng)器溫度、催化劑質(zhì)量、催化劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配方的影響。SO3的產(chǎn)生率正比于煙氣中 SO2的濃度。增加反應(yīng)溫度也會(huì)加快 SO2的氧化,當(dāng)溫度超過(guò) 371℃時(shí),氧化速率將迅速增加。SO2氧化速率也與反應(yīng)器中催化劑的體積成正比,因此,為獲得高的脫硝效率和低的氨逃逸而設(shè)計(jì)的反應(yīng)器也會(huì)產(chǎn)生更多的 SO3。
 
SO3與催化劑組分及煙氣組分反應(yīng),形成固體顆粒沉積在催化劑表面或內(nèi)部,縮短催化劑壽命。 SCR反應(yīng)器產(chǎn)生的 SO3增加了煙氣中 SO3的本底濃度。
 
18 SCR脫硝過(guò)程中銨鹽(如硫酸氫銨和硫酸銨)的形成機(jī)理及危害。
 
答:約在 320℃以下,SO3和逃逸的氨反應(yīng),形成硫酸氫銨和硫酸銨:
 
NH3 + SO3 + H2O→ NH4HSO4
 
2NH3 + SO3 + H2O →(NH4)2SO4
 
這些物質(zhì)從煙氣中凝結(jié)并沉積,可以使催化劑失活;造成 SCR系統(tǒng)的下游設(shè)備沾污和腐蝕,增加空氣預(yù)熱器的壓降并降低其傳熱性能;使飛灰及脫硫裝置副產(chǎn)物不適合于特定的用途。降低上述影響是將氨逃逸量維持在低水平以及控制燃用含硫燃料鍋爐 SCR裝置的SO2氧化率。銨鹽沉積開(kāi)始的溫度是氨和 SO3濃度的函數(shù),為了避免催化劑沾污,在滿負(fù)荷條件下,SCR系統(tǒng)運(yùn)行溫度應(yīng)該維持在 320℃以上。
 
19 影響SCR脫硝性能的因素有哪些?
 
答:影響SCR脫硝性能的幾個(gè)關(guān)鍵因素有:反應(yīng)溫度、煙氣速度、催化劑的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和表面積以及煙氣/氨氣的混合效果。
 
催化劑是SCR系統(tǒng)中的主要部分,其成分組成、結(jié)構(gòu)、壽命及相關(guān)參數(shù)直接影響SCR系統(tǒng)的脫硝效率及運(yùn)行狀況。不同的催化劑適宜的反應(yīng)溫度也差別各異。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度,而且決定催化劑的反應(yīng)活性。如果反應(yīng)溫度太低,催化劑的活性降低,脫硝效率下降,則達(dá)不到脫硝的效果,此外催化劑在低溫下持續(xù)運(yùn)行,還將導(dǎo)致催化劑的損壞;如果反應(yīng)溫度太高,則NH3容易被氧化,生成NOx的量增加,甚至?xí)鸫呋瘎┎牧系南嘧儯瑢?dǎo)致催化劑的活性退化。在相同的條件下,反應(yīng)器中的催化劑表面積越大,NO的脫除效率越高,同時(shí)氨的逸出量也越少。
 

NH3輸入量須既保證SCR系統(tǒng)NOx的脫除效率,又保證較低的氨逃逸率。只有氣流在反應(yīng)器中速度分布均勻及流動(dòng)方向調(diào)整得當(dāng),NOx轉(zhuǎn)化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。采用合理的噴嘴格柵,并為氨和煙氣提供足夠長(zhǎng)的混合煙道,是使氨和煙氣均勻混合的有效措施,可以避免由于氨和煙氣的混合不均所引起的一系列問(wèn)題。

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