在水泥行業(yè),SCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用主要集中在高溫高塵、高溫中塵和中低溫低塵三種布置方式。其中,高溫高塵布置方式因其能夠充分利用高溫?zé)煔獾膬?yōu)勢,運行穩(wěn)定且對熟料生產(chǎn)影響較小,被廣泛應(yīng)用。然而,該布置方式也存在催化劑磨損和堵塞的風(fēng)險,需要采用耐磨抗堿金屬中毒的催化劑。
近年來,隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,水泥行業(yè)對NOx排放的要求越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù)雖然成本較低,但脫硝效率有限,難以滿足小于150mg/Nm3甚至更低的排放標(biāo)準(zhǔn)。相比之下,SCR技術(shù)因其高效的脫硝能力(可達85%以上),逐漸成為水泥行業(yè)超低排放的首選技術(shù)。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,催化劑中毒問題(如鉈元素引起的中毒)會影響脫硝效率;此外,氨逃逸控制也是一個重要問題,氨逃逸量需嚴(yán)格控制在3ppm以下,以避免對環(huán)境造成二次污染。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),行業(yè)內(nèi)不斷優(yōu)化工藝流程,開發(fā)新型催化劑,并結(jié)合低氮燃燒和SNCR技術(shù)進行聯(lián)合脫硝。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,但仍需解決催化劑性能、氨逃逸控制等問題,以進一步提升其經(jīng)濟性和可靠性。
]]>SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)能夠顯著提高脫硝效率。通過SNCR階段初步去除部分NOx,再利用SCR階段進一步處理剩余的NOx,整體脫硝效率可以達到80%以上,甚至在某些情況下可以達到90%以上。這種組合方式不僅彌補了單一技術(shù)的不足,還充分利用了兩種技術(shù)的優(yōu)點。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)在經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)初步降低了NOx濃度,因此SCR階段所需的催化劑用量和反應(yīng)器體積得以減少,從而降低了整體投資和運行成本。此外,由于催化劑用量減少,系統(tǒng)的壓降也相應(yīng)減小,這進一步降低了運行費用。
第三,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)具有良好的空間適應(yīng)性。由于SCR反應(yīng)塔體積較小,特別適合空間受限的場合。同時,該技術(shù)簡化了還原劑噴射系統(tǒng)的設(shè)計,無需設(shè)置復(fù)雜的旁路系統(tǒng),減少了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度和對場地的要求。
第四,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)還具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)進行了初步脫硝,SCR階段主要處理未反應(yīng)的NOx,因此氨逃逸率較低,通常小于4mg/Nm3。此外,由于減少了催化劑用量,有助于控制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,從而減少NH4HSO4的生成,降低對下游設(shè)備的腐蝕危害。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效的NOx去除,還能在經(jīng)濟性和空間適應(yīng)性方面提供顯著優(yōu)勢,并且具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制能力。這種技術(shù)適用于燃煤電廠、垃圾焚燒爐等多種工業(yè)應(yīng)用場景,是一種成熟且高效的煙氣治理方案。
]]>SCR脫硝的基本流程如下:
氨水制備:氨水通常以20%的質(zhì)量濃度提供,通過氨水泵從儲罐中抽出,并經(jīng)過稀釋處理,形成適合反應(yīng)的濃度,例如5%的氨水溶液。
氨水蒸發(fā):在SCR系統(tǒng)中,氨水通過蒸發(fā)器加熱轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨,然后與空氣混合,形成合適的氨氣濃度,通常為5%左右。
噴射系統(tǒng):蒸發(fā)后的氨氣通過噴槍均勻地噴入SCR反應(yīng)器入口煙道中,與煙氣充分混合。噴槍的設(shè)計需要確保氣態(tài)氨和煙氣的均勻混合,以提高脫硝效率。
SCR反應(yīng)器:在SCR反應(yīng)器內(nèi),氨氣在催化劑的作用下與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng),生成氮氣和水。SCR催化劑通常由V2O5、WO3及MoO3等金屬氧化物組成,工作溫度范圍為320℃至430℃。
煙氣處理:經(jīng)過SCR反應(yīng)器處理后的凈煙氣,通過除塵器、引風(fēng)機等設(shè)備進一步處理后排放。SCR系統(tǒng)通常布置在鍋爐尾部,以確保煙氣在進入電除塵器或脫硫系統(tǒng)之前完成脫硝。
氨逃逸控制:為了減少氨逃逸,SCR系統(tǒng)通常配備聲波吹灰器,定時對催化劑進行吹掃,以保持催化劑活性并延長其使用壽命。
經(jīng)濟性分析:SCR脫硝技術(shù)在電廠低質(zhì)量濃度NOx的脫除中具有顯著的經(jīng)濟效益,尤其是在需要滿足超低排放要求的情況下,通過增設(shè)脫硝催化劑層數(shù)可以進一步提高脫硝效率。
SCR脫硝技術(shù)通過使用氨水作為還原劑,在催化劑的作用下將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O,從而達到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)不僅適用于燃煤電廠,也廣泛應(yīng)用于工業(yè)爐窯等領(lǐng)域的煙氣治理。
]]>SCR脫硝技術(shù)的基本原理是在催化劑的作用下,向溫度在160~400℃的煙氣中噴入氨水,選擇性地與NOx反應(yīng),生成氮氣和水,從而達到脫硝的目的。SCR脫硝技術(shù)具有高脫硝效率,通常可以達到90%以上,且不會造成環(huán)境污染。
在水泥窯煙氣處理中,SCR脫硝技術(shù)可以分為高溫脫硝和中低溫脫硝兩種工藝路線。高溫脫硝技術(shù)通常將SCR反應(yīng)塔設(shè)置在煙氣余熱鍋爐之后,利用余熱鍋爐中煙氣粉塵的自分離沉降作用,降低進入SCR反應(yīng)塔的煙氣粉塵濃度,減少催化劑磨損和堵塞風(fēng)險。 中低溫脫硝技術(shù)則對催化劑材料性能有新的要求,如中低溫催化反應(yīng)活性和高抗硫堿特性。
SCR脫硝系統(tǒng)的設(shè)計包括反應(yīng)塔設(shè)計、吹灰系統(tǒng)設(shè)計、噴氨系統(tǒng)設(shè)計以及自動控制與檢測系統(tǒng)。通過優(yōu)化設(shè)計,可以實現(xiàn)SCR脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效脫硝效果。 工程應(yīng)用案例顯示,中低溫SCR脫硝系統(tǒng)在長興南方熟料產(chǎn)量6400t/d運行情況下的氨水消耗小于2kg/t,系統(tǒng)脫硝熟料氨水成本在1.75元/t左右,可實現(xiàn)NOx排放值小于50mg/Nm3。
然而,SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)中的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,水泥窯尾煙氣的粉塵濃度顯著高于燃煤鍋爐,這增加了SCR脫硝系統(tǒng)的運行難度。 此外,SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用相對較晚,相關(guān)項目運行時間相對較短,且NOx控制排放的指標(biāo)普遍較為寬松。
為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),一些研究和實踐表明,通過結(jié)合低氮燃燒、分級燃燒和SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù),可以進一步提高脫硝效率并滿足更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。例如,在某些歐洲水泥廠中,SCR裝置在某一段時間內(nèi)實現(xiàn)了200mg/m3以下的排放水平,證明SCR技術(shù)是可行的。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊,但需要針對水泥窯煙氣的具體特性進行優(yōu)化設(shè)計和工藝調(diào)整,以實現(xiàn)最佳的脫硝效果和經(jīng)濟效益。
]]>SCR反應(yīng)器內(nèi)部裝有催化劑模塊,煙氣從上向下流動,通過催化劑層時發(fā)生還原反應(yīng),將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O。為了確保反應(yīng)效果,反應(yīng)器內(nèi)通常設(shè)有多個催化劑層,并配備導(dǎo)流和均流裝置,以保證煙氣與氨氣充分混合和均勻分布。此外,反應(yīng)器的設(shè)計還需考慮耐高溫、抗磨損以及防止催化劑堵塞等因素。
SCR脫硝反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于燃煤、燃氣、燃油鍋爐等多種工業(yè)領(lǐng)域,具有高效、穩(wěn)定的特點,脫硝效率通常可達80%至95%。然而,SCR技術(shù)也存在一定的局限性,如初始投資和運行成本較高,催化劑需要定期更換,且對煙氣溫度有一定要求。
]]>SCR脫硝系統(tǒng)通常由多個子系統(tǒng)組成,包括反應(yīng)器/催化劑系統(tǒng)、煙氣/氨混合系統(tǒng)、氨儲備與供應(yīng)系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。具體來說,SCR系統(tǒng)一般布置在鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間,通過催化劑降低反應(yīng)活化能,使脫硝反應(yīng)在較低溫度下進行,通常在300℃到400℃之間。
SCR脫硝過程中的主要化學(xué)反應(yīng)包括:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
SCR系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備包括稀釋風(fēng)機、靜態(tài)混合器、氨噴射格柵等,整個系統(tǒng)通過DCS(分布式控制系統(tǒng))、PLC(可編程邏輯控制器)等設(shè)備進行控制。此外,為了確保系統(tǒng)的高效運行,還需要傳感器和監(jiān)測設(shè)備來實時監(jiān)控NOx含量、溫度、壓力和流速等參數(shù)。
SCR脫硝技術(shù)的優(yōu)勢在于其高脫硝效率(可達80%至95%),并且能夠有效減少氨逃逸量,同時具備較低的運行成本和較高的安全性。然而,該技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn),如催化劑的選擇和設(shè)計需要考慮煙氣組分以及操作條件,以確保最佳的脫硝效果和催化劑壽命。
SCR脫硝系統(tǒng)是一種成熟且廣泛應(yīng)用的煙氣凈化技術(shù),通過精確控制噴氨和優(yōu)化反應(yīng)條件,可以實現(xiàn)高效的氮氧化物去除,同時減少對環(huán)境的影響。
]]>SNCR技術(shù)無需催化劑,反應(yīng)系統(tǒng)簡單,脫硝效率一般在30%至70%之間,但存在氨逃逸量較大和脫硝效率不穩(wěn)定的問題。SCR技術(shù)則通過催化劑在較低溫度下(通常為300℃至420℃)將NOx轉(zhuǎn)化為無害的氮氣和水,脫硝效率可達90%以上,但其建設(shè)和運行成本較高。
SNCR-SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)充分利用了SNCR低成本和SCR高效率的特點,通過兩者的結(jié)合,可以有效提高脫硝效率,并減少氨逃逸和二次污染。例如,在某些項目中,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)的脫硝效率可達55%至85%,并且能夠?qū)⒌趸锱欧艥舛瓤刂圃谳^低水平。
此外,SNCR-SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)還具有空間適應(yīng)性強、系統(tǒng)壓降小等優(yōu)點,適用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等對脫硝效率要求高且希望降低成本的場合。隨著環(huán)保要求的提高和技術(shù)的進步,這種聯(lián)合脫硝技術(shù)在煙氣處理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和潛力。
]]>SCR脫硝技術(shù)具有高效、環(huán)保的特點,通常脫硝效率可以達到85%以上,甚至在某些情況下可以達到90%以上。SCR系統(tǒng)通常包括催化劑、氨噴射系統(tǒng)以及還原劑的儲存與供應(yīng)系統(tǒng)。SCR技術(shù)在燃煤電廠、燃氣輪機等高排放NOx的場所得到了廣泛應(yīng)用。
SCR脫硝過程中,催化劑的選擇和反應(yīng)條件對脫硝效率有重要影響。適宜的反應(yīng)溫度、氨氣摩爾比、入口NOx濃度等因素都會影響脫硝效率。此外,催化劑的類型也會影響反應(yīng)的活性和效率,常見的催化劑載體包括TiO2,活性成分則可能是V2O5、WO3或MoO3等。
SCR技術(shù)不僅能夠有效去除NOx,還可以減少其他污染物的排放,例如二噁英。然而,SCR技術(shù)也存在一定的局限性,比如需要較高的初始投資和運行成本,以及對操作條件的嚴(yán)格要求。
總體而言,SCR脫硝技術(shù)因其高效性和環(huán)保性,在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,并且隨著技術(shù)的不斷改進和優(yōu)化,其應(yīng)用前景仍然十分廣闊。
]]>SCR脫硝技術(shù)在多個行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。例如,在電力行業(yè)中,該技術(shù)被用于燃煤電廠和燃氣輪機機組,以降低NOx排放,滿足環(huán)保要求。此外,SCR技術(shù)也被應(yīng)用于水泥行業(yè),如河南登封宏昌水泥和山東濟寧海螺水泥等企業(yè)采用高溫中塵SCR技術(shù)和高溫高塵SCR技術(shù),有效控制了水泥窯煙氣中的NOx排放。
在鋼鐵工業(yè)中,SCR技術(shù)逐步成為主流脫硝技術(shù),占比超過70%,主要用于處理燒結(jié)/球團煙氣和日用玻璃爐窯煙氣等低溫?zé)煔獾拿撓?。此外,SCR技術(shù)還被應(yīng)用于玻璃廠、垃圾焚燒廠等其他工業(yè)領(lǐng)域,以應(yīng)對復(fù)雜的煙氣條件和滿足嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
SCR脫硝技術(shù)因其高效、穩(wěn)定的特點,在國內(nèi)外得到了廣泛推廣和應(yīng)用。其優(yōu)勢在于能夠顯著降低NOx排放,同時具有較高的脫硝效率(通??蛇_80%~95%),并且適應(yīng)性強,適用于新建和改造的各種規(guī)模電廠及其他工業(yè)設(shè)施。
]]>