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生活垃圾焚烧烟气脱硝工艺选择

发布日期:2021-06-16  浏览次数:157

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做好生活垃圾焚烧过程中的烟气脱硝工作,不仅能够避免空气、土壤污染等问题的发生,同时还能提高垃圾的资源化利用效果。

引言

做好垃圾处理工作对于改善城市环境质量,对提升城市居民的生活品质有着重要的作用。烟气脱硝环节有着一定的复杂性、系统性,当前要加强对烟气净化系统的研究与应用,借助脱酸系统、布袋除尘器系统以及相关的喷射装置、喷水系统、电气自控系统,提高烟气脱硝效果,改善城市形象。

烟气脱硝工艺简介及对比

目前进入工业应用的成熟的热力电厂烟气脱硝技术主要包括SCR、SNCR和SNCR/SCR联用技术。

1 SNCR脱硝技术

SNCR是一种选择性的非催化还原脱硝技术,即在炉温850~1100℃的区域内注入NH3、尿素和其他还原剂,还原剂迅速热分解为NH3和NOx并与烟气中的NOx进行选择反应。NOx还原为N2和H2O,该方法基于炉子或炉子反应器,该过程简单易操作。反应原理:

还原NO所依赖的化学反应效率取决于NO烟气温度,高温下的停留时间,包括还原剂注入的类型和数量,混合效率和氨化合物中NOx的含量等。SNCR方法使用尿素、CO(NH2)2作为还原剂。它将尿素水溶液注入负载有NOx的燃烧产物的路径中。尿素热分解产生化学物质,该化学物质与NOx反应形成氮、二氧化碳和水。

2 SCR烟气脱硝技术

SCR反应堆应采用钢结构,钢结构设计应符合GB 50017的要求;SCR反应器的总体结构设计应充分考虑第一催化剂入口烟气流量偏差,烟气流量偏差,烟气温度偏差和NH3/NOx摩尔比偏差的影响,应符合GB/T 21509-2008 规定。SCR反应器的设计流量应满足压降要求,一般在5~10m/s之间;SCR反应器应能适应生物质电厂锅炉的各种运行条件以及负荷变化和启停要求;SCR反应器主体可以支撑或悬挂。采用支撑方式时,应充分考虑SCR反应器内部结构的温差应力和支架热膨胀引起的承重钢框架的水平推力。

SCR反应器的进、出口应设有补偿器,以吸收自身的轴向位移、径向位移、角位移和振动;SCR反应器中的催化剂一般装有一层或两层初始催化剂,可以保留备用催化剂层;SCR反应器应设有足够尺寸和数量的检修门,并设有必要的烟气采样口;SCR反应器应配备催化剂装置的安装、维护和更换所必需的升降装置和平台。

3 SNCR/SCR联用技术

SNCR/SCR组合技术是指在烟气工艺中安装SNCR和SCR设备。在SNCR部分注入液氨等作为还原剂,以部分去除SNCR装置中的NOx;在SCR段中,通过SNCR工艺逸出的氨气在SCR催化剂H2O的作用下将烟道气中的NOx还原为N2。SNCR/SCR组合工艺系统很复杂,脱硝效率通常仅为50%~70%。

4 烟气脱硝技术

SCR脱NOx的优势:适用于大规模减少NOx高达90%;提高柴油发动机的燃油经济性;可用于包括工业和市政工厂在内的各种系统中;可以与柴油机微粒过滤器(DPF)一起使用,以减少柴油机中的微粒排放;该设置易于安装。SCR脱NOx的缺点:未注入的氨可能由于过量注入而漏出SCR催化剂(氨漏出);还原所需的催化剂更换昂贵;催化剂容易被燃烧气体中的化合物污染。

SNCR脱NOx的优势:该设置易于安装;与SCR相比,资本和运营成本相对较低;节省昂贵的催化剂更换费用;大型锅炉机组中的组件改装相对容易,停机时间很少。

SNCR脱NOx的缺点:需要狭窄的温度范围才能有效减少NOx;不适合大规模减少NOx;由于安装组件的空间考虑,很难在较小的锅炉单元中改装组件;容易发生氨泄漏,导致意外的NOx排放。

成本:与简单的脱NOx的方法(例如低NOx燃烧器(LNB)和Overfire空气(OFA))相比,SCR和SNCR技术都具有相对较高的运营和资本成本,但它们的效率受到高度青睐。由于催化剂规格的原因,SCR比SNCR贵,但在效率方面可以弥补。效率:SCR和SNCR技术都需要使用试剂来还原NOx。但是,SNCR在注入试剂时需要更高的烟气温度。SCR污染控制所去除的NOx量(约90%)比SNCR(30%~70%)要大得多,使其成为大规模减少工业和市政工厂的最佳选择。符合排放控制法规:虽然减少SCR NOx的初始投资要比SNCR大,但从长期来看,它更具成本效益,并且与未来预计的更大程度的减排相兼容。SNCR是小规模,短期减少NOx的理想选择,并且可能无法确保符合未来法规。

随着中国环境保护的努力,越来越多的电厂安装了脱硝装置。目前,国内主流脱硝技术包括选择性催化还原(SCR),选择性非催化还原(SNCR)和SNCR/SCR混合脱硝技术等。每种技术在诸多因素的影响下各有优缺点。作为经济、技术、环境保护,有些因素是定性的,有些是定量的,因此,如何科学合理地评价脱硝技术一直是一个难题。但是在中国,科学地优化脱硝技术不仅有利于脱硝装置的推广,而且在制定脱硝价格方面起着重要作用。合理的脱硝技术优化对脱硝价格的制定和电力工程建设起着至关重要的作用。对比表明,脱硝技术优化组合具有实用价值。结果表明,选择性催化还原(SCR)方法优于SNCR/SCR混合脱硝方法,而SNCR/SCR混合脱硝方法优于选择性非催化还原(SNCR)方法。这符合当今脱硝技术的实际应用。