工艺匹配性
SCR(选择性催化还原):适合高NO?浓度(300mg/Nm3以上),需严格控制氨逃逸(≤3ppm)。
SNCR(非选择性催化还原):适用于中低浓度(200-800mg/Nm3),但脱硝效率较低(30%-70%)。
混合技术(SCR+SNCR):适用于严苛排放标准(如超低排放)。
催化剂选型
成分:钒钨钛(V?O?-WO?/TiO?)催化剂为主,需根据烟气成分(如SO?、粉尘)选择抗中毒型号。
寿命:通常2-3年,高温(>400℃)下易烧结,需定期检测活性。
还原剂选择
液氨:脱硝效率高,但储存安全风险大(需符合《危险化学品管理条例》)。
尿素:安全性好,但需水解制氨,能耗较高。
氨水:介于两者之间,需防腐设计。
温度窗口控制
SCR最佳温度:300-400℃(低温催化剂可拓展至200℃)。
SNCR最佳温度:850-1100℃,需避免温度波动导致氨逃逸增加。
氨氮比(NSR)优化
理论NSR=1,实际控制在1.0-1.2,过高会导致氨逃逸,过低则脱硝不足。
氨泄漏防控
储氨区设置气体检测仪、喷淋系统,符合《GB 18218-2018》重大危险源标准。
使用尿素替代液氨可降低风险。
二次污染控制
氨逃逸:导致空预器堵塞(硫酸氢铵生成),需在线监测并调整喷氨量。
废弃催化剂:属危险废物(HW49),需合规处置或再生。
腐蚀防护
SO?与NH?反应生成硫酸盐,需对下游设备(空预器、烟囱)进行防腐处理。
催化剂管理
定期清灰(声波/蒸汽吹灰),每6个月检测活性下降率。
失效催化剂再生时,需清洗重金属(V、As)并恢复孔隙率。
关键设备巡检
喷氨系统:检查喷嘴堵塞、管道泄漏。
稀释风机:确保风量稳定,防止氨气混合不均。
数据监控
在线监测NO?、O?、氨逃逸浓度,联动DCS系统自动调节喷氨量。
问题 | 原因 | 解决方案 |
---|---|---|
脱硝效率下降 | 催化剂失活/堵塞 | 清灰或更换催化剂 |
氨逃逸超标 | 喷氨过量或混合不均 | 优化AIG设计,校准流量计 |
SO?升高 | 催化剂钒含量过高 | 更换低钒催化剂或添加WO?抑制剂 |
空预器堵塞 | 硫酸氢铵(ABS)沉积 | 控制氨逃逸<3ppm,提高排烟温度 |
烟气脱硝需从技术选型、运行参数、安全环保、维护管理四方面综合优化,结合行业特点(如燃煤与钢铁烟气差异)制定方案。
]]>脱硫部分(以湿法石灰石-石膏法为例)
烟气监测单元:实时监测入口/出口SO?、O?浓度、烟气流量等参数。
吸收塔控制:自动调节石灰石浆液喷淋量、pH值(通??刂圃?.0-5.5)、液位高度。
氧化风机控制:根据浆液中亚硫酸盐浓度调节风量,确保充分氧化为石膏。
石膏脱水系统:自动控制真空皮带机转速、滤饼厚度等。
脱硝部分(以SCR选择性催化还原法为例)
喷氨控制系统:根据NO?浓度和烟气量动态调节氨气/尿素喷射量(NH?/NO?摩尔比通常1.0-1.2)。
催化剂温度监控:维持反应温度在300-400℃(避免催化剂中毒或堵塞)。
稀释风机控制:确保氨气与烟气均匀混合。
公用自动化???/strong>
PLC/DCS系统:集成控制逻辑(如PID调节)、数据采集(SCADA)、报警联锁。
CEMS系统:连续排放监测,数据上传至环保部门。
前馈-反馈复合控制
前馈:根据锅炉负荷、燃煤硫分预测SO?生成量,提前调整浆液量。
反馈:根据出口SO?实测值微调(如PID算法)。
喷氨优化控制
采用模型预测控制(MPC)或神经网络算法,解决NO?分布不均导致的喷氨过量/不足问题。
节能优化
在低负荷时段降低循环泵频率或停用部分喷淋层。
参数 | 脱硫系统 | 脱硝系统 |
---|---|---|
去除效率 | >95% SO? | >85% NO? |
能耗占比 | 约1.5%厂用电 | 约0.8%厂用电 |
自动化投运率 | ≥98% | ≥95% |
SCR(选择性催化还原)和SNCR(选择性非催化还原)是两种常用的烟气脱硝技术,主要用于降低燃煤电厂、工业锅炉等排放的氮氧化物(NO?)。它们的异同点如下:
还原剂相同:
均使用氨(NH?)或尿素(CO(NH?)?)作为还原剂,将NO?还原为氮气(N?)和水(H?O)。
目标一致:
均用于减少烟气中的NO?排放,满足环保要求。
反应原理相似:
核心反应均为NO?与还原剂发生氧化还原反应,生成无害的N?和H?O。
对比项 | SCR | SNCR |
---|---|---|
催化作用 | 需要催化剂(如V?O?-WO?/TiO?) | 无需催化剂,依赖高温下的自由基反应。 |
反应温度 | 中低温(300–400℃) | 高温(850–1100℃) |
脱硝效率 | 高(80–90%以上) | 较低(30–70%) |
设备复杂性 | 复杂(需催化反应器、吹灰系统等) | 简单(仅需喷射系统) |
投资与运行成本 | 高(催化剂成本高,需定期更换) | 低(无催化剂,但还原剂用量大) |
适用场景 | 大型电厂、高排放标准项目 | 中小型锅炉、改造项目或低排放要求场景 |
氨逃逸风险 | 较低(催化剂促进充分反应) | 较高(高温区停留时间短,易未反应完全) |
空间要求 | 需预留催化反应器空间 | 仅需喷射装置,空间需求小 |
SCR:适合排放标准严格、长期运行的大型设施,尽管投资高,但效率稳定。
SNCR:适合空间受限、预算有限的中小型项目,但对温度窗口敏感,效率波动较大。
两种技术也可结合使用(如SNCR+SCR混合工艺),以平衡成本与效率。
来源:锅炉燃烧过程中,燃料中的氮元素与空气中的氧在高温下反应生成NO?(包括NO、NO?等),尤其是高温燃烧时热力型NO?显著增加。
危害:NO?是大气污染的主要成分之一,会导致酸雨、光化学烟雾,危害人体健康和生态环境。
原理:在催化剂(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向烟气中喷入还原剂(氨水或尿素),将NO?还原为N?和H?O。
反应温度:通常为300-400℃(中高温SCR)。
脱硝效率:可达80%-95%。
关键设备:
喷氨系统(AIG)
催化反应器
催化剂层
优点:效率高,技术成熟。
缺点:催化剂易中毒(如砷、碱金属),需定期更换。
原理:在高温区(900-1100℃)直接喷入还原剂(尿素或氨水),无催化剂参与反应。
脱硝效率:约30%-70%。
优点:设备简单,投资低。
缺点:效率较低,对温度敏感,氨逃逸风险高。
原理:通过改进燃烧方式(如分级燃烧、烟气再循环)减少NO?生成。
优点:无需额外化学药剂,运行成本低。
缺点:脱硝效率有限(通常30%-50%),需与其他技术配合使用。
排放要求:根据当地环保标准选择(如中国超低排放要求NO?<50mg/m3)。
锅炉类型:煤粉炉、循环流化床(CFB)、燃气锅炉等适用技术不同。
经济性:SCR投资高但效率高,SNCR适合中小锅炉改造。
空间限制:SCR需预留反应器安装空间。
催化剂管理:定期清灰、检测活性,防止堵塞或失效。
氨逃逸控制:避免过量喷氨造成二次污染。
系统协同:与除尘(如电除尘)、脱硫(如湿法脱硫)设备配合运行。
目前,市场上较为主流的烟气脱硝技术如下:
选择性催化还原(SCR):是目前市场上技术成熟、应用广泛用的脱硝技术,通过在催化剂的作用下,使用氨或尿素作为还原剂将NOx还原为对大气无害的氮气和水。SCR技术脱硝效率较高,但投资和运行成本也相对较高。
选择性非催化还原(SNCR):与SCR相比,SNCR技术不需要催化剂,而是将还原剂(如氨水或尿素溶液)直接喷入炉膛内,利用高温将NOx还原为氮气和水。SNCR技术投资和运行成本较低,但脱硝效率也相对较低,适合小容量锅炉使用。
SNCR+SCR混合技术:结合了SNCR和SCR技术的优点,通过SNCR技术进行初步脱硝,然后利用SCR技术进一步提高脱硝效率。
低氮燃烧技术:通过优化燃烧过程来减少NOx的生成,例如通过分级燃烧或使用低氮燃烧器。
臭氧氧化脱硝技术:通过臭氧将NOx氧化为易溶于水的形式,再通过洗涤塔进行脱除,脱硝效率可达90%以上。
湿法脱硝技术:包括碱液吸收法、酸吸收法、络合吸收法、液相吸收还原法、微生物法、氧化吸收法等,通过不同的化学吸收剂来实现NOx的去除。
活性炭法多污染物协同控制技术:利用活性炭吸附烟气中的SO2和H2S等污染物,同时在活性炭表面还原NOx为氮气。
生物法烟气脱硝技术:利用微生物降解NOx,适用于中小规模烟气脱硝。
低温等离子体脱硝技术:作为一种新兴技术,通过产生非平衡等离子体来分解NOx,具有反应速度快、无二次污染等特点。
多效协同有机胺脱硝技术:使用多效有机胺作为脱硝剂,适用于解决氨水或尿素用量大、脱硝效率低、氨逃逸严重等问题,脱硝效率高,综合成本低。
其中,当前市场上最为成熟且泛用性最广的脱硝技术便是选择性催化还原(SCR)技术,而脱硝催化剂是SCR技术的核心部分,决定了SCR系统的脱硝效率和经济性,其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上,运行成本占30%以上。
目前在非电行业市场的应用包括钢铁、水泥、焦化、垃圾焚烧、生物质发电、玻璃炉窑等诸多领域的脱硝正大力度推广实施,新的脱硝技术以及新型催化剂在不断的更新迭代。
河北诚誉长期以来专注于SNCR、SCR及SNCR+SCR脱硝技术,在喷枪定位、雾场优化、精准喷氨、催化剂效率、还原剂利用率、系统节能控制方面等有丰富的经验,本着“节能低耗、降本增效”原则,为众多排污企业达成“超低排放、低成本、低投入”的目标。
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