目前,在工业上应用的主要脱硝技术是: SCR和SNCR。SCR脱硝技术的核心是利用NH3在催化剂条件下,较低反应温度(300-400℃)与NOx发生氧化还原反应;SNCR脱硝技术是NH3在高温(800-1000℃)下与NOx发生氧化还原反应。NH3的制备包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。
SCR脱硝技术
SCR脱硝技术具有反应温度低、脱硝效率高的优点,成为控制NOx的主要方法。在SCR 技术中催化剂是核心,催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果。但是, SCR技术具有下述缺点:
催化剂容易中毒,增加了系统的不稳定性;
催化剂易产生堵塞,影响锅炉出力;
催化剂的建设成本占整个SCR脱硝系统的30%~50%,其运行也占到总运行成本的30-50%。
SNCR脱硝主要是在炉膛顶部(850~1000℃)温度窗口喷入氨基还原剂,无需催化剂,利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的Nox发生还原反应成为无害的N2和水。
SNCR技术脱硝率中等,不需要催化剂,运行费用较低,建设周期短,适合中小型锅炉和各种窑炉脱硝的改造。
在SNCR 工艺中存在如下问题:含量10-20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温,而且反应区内各区域的温度不均匀,从而导致脱硝效率低下,目前一般的脱硝效率仅为30-50%,并且影响炉内燃烧效率。(华能莱芜电厂拆除了SNCR脱硝装置)。
目前水泥厂脱硝一般采用外购氨水的SNCR脱硝技术,这存在着以下诸多缺点:
氨水属于危险化学品,运输、储存都需要备案。一旦泄露造成危害,损失较大;
工业氨水中的含氨量一般不大于20%,也就是80%的运输量是水,这样造成运输不便、储存受限,从而使购买成本增大;
3.氨水在使用时不仅使炉温降低,而且耗能较大,每吨氨水加入窑炉时大约额外需要增加能耗90公斤标准煤(可以用水的蒸发潜热和热容量简易估算);
4.对部分地区来说,氨水的价格昂贵,使脱硝成本大为提高。如果每吨氨水(20%含量)的价格大于800元,就比尿素价格高(尿素含氨50%,价格2000元左右)。
建议采用尿素制氨新技术:尿素现场制氨技术【号CN 101555025B】,加工每吨尿素可盈利300~500元。
5.脱硝时氨水用量大,造成氨逃逸:氨水在分解炉高温下与NOx反应效率差,NH3/NOx的摩尔比一般在1.5:1。
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