低溫臭氧氧化脫硝
 |
人氣：3978 發(fā)布時(shí)間：2017-12-07 09:04 產(chǎn)品型號(hào)： 應(yīng)用領(lǐng)域：大氣控制 產(chǎn)品價(jià)格： 想了解更多產(chǎn)品詳情，請(qǐng) |
選擇性氧化脫硝技術(shù)的基本原理為臭氧氧化法脫硝主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。
我公司在臭氧同時(shí)脫硫脫硝過程中NO 的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)臭氧在煙道的投放、布?xì)夥绞健庀嗷旌戏绞?，溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了煙構(gòu)建出O3與NOX 之間詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實(shí)際試驗(yàn)中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO 的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。
低溫條件下，O3與NO 之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O
與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如 CO，SOx 等相比，NOx 可以很快地被臭氧氧化，這就使得 NOx 的臭氧氧化具有很高的選擇性。因?yàn)闅庀嘀械?NOx 被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除了 NOx，而不產(chǎn)生二次污染；氧化后的離子化合物和水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸及亞硝酸，在和堿性溶液發(fā)生反應(yīng)酸堿中和后達(dá)到脫除的的目的。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時(shí)被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會(huì)影響到 NOx 的脫除效率。
臭氧氧化脫硝可應(yīng)用于：以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；以燃?xì)?、煤、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料的燃燒爐；來自于酸洗和化工過程的酸性氣流；催化裂化尾氣；各種市政及工業(yè)垃圾焚化爐等。
脫硝過程是利用氧化性極強(qiáng)的臭氧氣體將煙氣中的NO轉(zhuǎn)換為易溶于水的NOx，產(chǎn)物在后級(jí)脫硫塔中被吸收。因此脫硝過程不產(chǎn)生直接的副產(chǎn)物。
氧化脫硝產(chǎn)生副產(chǎn)物是硝酸鈣，和硫酸鈣離子共存且含量很低，沒有二次污染。
表1.2 SCR、SNCR、臭氧技術(shù)綜合比較
我公司在臭氧同時(shí)脫硫脫硝過程中NO 的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)臭氧在煙道的投放、布?xì)夥绞健庀嗷旌戏绞?，溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了煙構(gòu)建出O3與NOX 之間詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實(shí)際試驗(yàn)中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO 的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。
低溫條件下，O3與NO 之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O
與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如 CO，SOx 等相比，NOx 可以很快地被臭氧氧化，這就使得 NOx 的臭氧氧化具有很高的選擇性。因?yàn)闅庀嘀械?NOx 被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除了 NOx，而不產(chǎn)生二次污染；氧化后的離子化合物和水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸及亞硝酸，在和堿性溶液發(fā)生反應(yīng)酸堿中和后達(dá)到脫除的的目的。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時(shí)被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會(huì)影響到 NOx 的脫除效率。
臭氧氧化脫硝可應(yīng)用于：以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；以燃?xì)?、煤、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料的燃燒爐；來自于酸洗和化工過程的酸性氣流；催化裂化尾氣；各種市政及工業(yè)垃圾焚化爐等。
脫硝過程是利用氧化性極強(qiáng)的臭氧氣體將煙氣中的NO轉(zhuǎn)換為易溶于水的NOx，產(chǎn)物在后級(jí)脫硫塔中被吸收。因此脫硝過程不產(chǎn)生直接的副產(chǎn)物。
氧化脫硝產(chǎn)生副產(chǎn)物是硝酸鈣，和硫酸鈣離子共存且含量很低，沒有二次污染。
1.5主要煙氣脫硝技術(shù)的比較
幾種主要煙氣脫硝技術(shù)綜合比較情況如表3.2所列。表1.2 SCR、SNCR、臭氧技術(shù)綜合比較
| 脫硝工藝 | SNCR | SCR | 臭氧氧化法 | 低氮燃燒 |
| 脫硝率 | 40%～60% | 60%～90% | 50%～90% | 脫后500mg/Nm以下 |
| 還原/氧化劑 | 可使用NH3或尿素 | 可使用NH3 或尿素 | O3 | 無 |
| 反應(yīng)溫度 | 800～1250℃ | 300～400℃ | 80～180℃ | |
| 催化劑 | 成份主要為TiO2,V2O5-WO3的全尺寸催化劑 | |||
| 還原/氧化劑噴射位置 | 通常在爐膛內(nèi)噴射 | 多選擇于省煤器與SCR反應(yīng)器間煙道內(nèi) | 脫硫塔入口 | |
| SO2/SO3氧化 | 不導(dǎo)致SO2/SO3氧化SO濃度不增加 | 般控制氧化率在1%以下導(dǎo)致極少量SO2/SO3氧化 | 導(dǎo)致極少量SO2/SO3氧化 | |
| NH3 逃逸 | 10～15ppm | ＜3ppm | ||
| 改造內(nèi)容 | 在爐膛適宜溫度窗位置安裝SNCR噴槍； 新建脫硝劑儲(chǔ)存 站 |
煤器和空預(yù)器間的部分鍋爐本體煙道 安裝催化劑進(jìn)出口 設(shè)置scr脫硝反應(yīng)器 新建脫硝劑儲(chǔ)備站 |
脫硫塔入口煙道上安裝一段臭氧反應(yīng)段 | 鍋爐燃燒器改造 |
| 對(duì)鍋爐空預(yù)器的 影響 | 與SO3反應(yīng)易形成NHHSO造成堵塞影響 | 低溫NH3與SO3易形成NHHSO造成堵塞或腐蝕 | 可能會(huì)影響鍋爐尾部煙氣溫度 | |
| 對(duì)燃料的影響 | 灰份會(huì)磨耗催化劑，堿金屬氧化物會(huì)使催化劑 鈍化。AS，S等會(huì)使催化 劑失活。煤的灰份越高，催化劑的壽命越短，將顯著影響運(yùn)行費(fèi)用 | |||
| 對(duì)系統(tǒng)壓力損失 的影響 | 催化劑會(huì)造成壓力損失， | |||
| 對(duì)鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 性影響 | 對(duì)鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 性影響鍋爐效率降低0.5% | 系統(tǒng)壓損有一定增加，引風(fēng)機(jī)需進(jìn)行改造 | ||
| 運(yùn)行費(fèi)用 | 脫硝劑、設(shè)備電耗 | 脫硝劑，催化劑，設(shè)備電耗 | 臭氧發(fā)生器電耗 | |
|
對(duì)鍋爐效率影響 |
略微降低 | |||
| 存在風(fēng)險(xiǎn) | CFD模擬的情況不一定吻合，造成噴槍數(shù)量及噴氨量的偏差，這樣會(huì)造成氨逃逸的增加，對(duì)于染料和灰分變化敏感 | 但由于該催化劑用量較大，在非正常工況下會(huì)對(duì)催化劑造成不可逆的影響 | 需要與濕法，或者氨法脫硫進(jìn)行配 |
