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廢氣脫硫脫硝工藝原理及優(yōu)缺點 ——脫銷技術
時間：2022-12-14
亞德環(huán)保導讀：常見的脫硝技術中，根據(jù)氮氧化物的形成機理，降氮減排的技術措施可以分為兩大類：
一類是從源頭上治理?？刂旗褵猩蒒Ox。其技術措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒，控制燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理?？刂茻煔庵信欧诺腘Ox，其技術措施：①“分級燃燒+SNCR”，國內(nèi)已有試點；②選擇性非催化還原法(SNCR)，國內(nèi)已有試點；③選擇性催化還原法(SCR)，目前歐洲只有三條線實驗；③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術，國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗；④生物脫硝技術(正處于研發(fā)階段)。
國內(nèi)的脫硝技術，尚屬探索示范階段，還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行是否可靠？脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。
脫硝技術具體可以分為：
燃燒前脫硝：
1)加氫脫硝
2)洗選
燃燒中脫硝
1)低溫燃燒
2) 低氧燃燒
3)FBC燃燒技術
4)采用低NOx燃燒器
5)煤粉濃淡分離
6)煙氣再循環(huán)技術
燃燒后脫硝
1)選擇性非催化還原脫硝(SNCR)
2) 選擇性催化還原脫硝(SCR)
3)活性炭吸附
4)電子束脫硝技術
其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達25%～40% ,對小型機組可達80%。由于該法受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小，適合老廠改造，新廠可以根據(jù)鍋爐設計配合使用。
而選擇性催化還原技術(SCR) 是目前最成熟的煙氣凈化技術, 它是一種爐后脫硝方法,最早由日本于20 世紀60~70 年代后期完成商業(yè)運行,是利用還原劑(NH3,尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與NOx 反應生成N2 和H2O, 而不是被O2氧化, 故稱為“選擇性”。目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR 2種。此2種方法都是利用氨對NOx的還原功能,在催化劑的作用下將NOx (主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水,還原劑為NH3。
目前，在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃～590℃)、中溫催化劑(260℃～380℃)和低溫催化劑(80℃～300℃)，不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低，催化劑的活性會降低，導致脫硝效率下降，且如果催化劑持續(xù)在低溫下運行會使催化劑發(fā)生永久性損壞；如果反應溫度過高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，還會引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。目前，國內(nèi)外SCR系統(tǒng)大多采用高溫催化劑，反應溫度區(qū)間為315℃～400℃。該方法在實際應用中的優(yōu)缺點如下。
優(yōu)點：該法脫硝效率高，價格相對低廉，目前廣泛應用在國內(nèi)外工程中，成為電站煙氣凈化的主流技術。
缺點：燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大幅增加, 并與過量的NH3 生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現(xiàn)象也不容忽視。
鍋爐企業(yè)的脫硫脫硝技術應用
鍋爐企業(yè)的脫硫脫硝技術，在國內(nèi)現(xiàn)有鍋爐生產(chǎn)廠家中多以煤或煤氣作為燃燒介質，對于燃煤鍋爐，國內(nèi)應用最成熟的工藝是FGD法(利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的二氧化硫)脫硫技術，脫硝則以選擇性催化還原法SCR技術為主。
SCR法脫硝技術是世界上最主流的去除NOx的方法，這種方法可以在現(xiàn)有的FGD工藝下加入脫硝裝置，在含氧氣氛下，還原劑有限與廢氣中NO反應的催化過程稱為選擇性催化還原，合適的催化劑和還原劑應具有特點如下：
1)還原劑應具有高的反應性。
2)還原劑可選擇性的與NOx反應，而不與煙氣中大量存在的氧化性物質反應。
3)還原劑必須價格低廉，以使脫除過程的低成本運作。
4)催化劑應大大降低NOx還原溫度。
5)催化劑應具有高的催化活性，以利于煙氣中低濃度NOx的有效還原。
6)催化劑選擇性的與還原劑與NOx的反應形成N2，而對還原劑與煙氣中其他氧化性物質的反應表現(xiàn)惰性。
7)催化劑應具有結構穩(wěn)定。
8)催化劑不收煙氣其他祖墳的毒化。
對于鍋爐行業(yè)來說，一定要研究同時脫硫脫硝技術，目前國內(nèi)多為單獨脫硫脫硝技術，這種方式造成設備重復建設，能耗大，人員成本、運行成本高，而同時脫硫脫硝技術則可以在一定程度上避免此類問題的發(fā)生。(注：原文有刪改)
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