垃圾焚燒過(guò)程中的脫硝(主要去除氮氧化物NOx)是煙氣處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需綜合考慮技術(shù)選擇、運(yùn)行參數(shù)和環(huán)保要求。以下是需要注意的關(guān)鍵細(xì)節(jié):
SNCR(選擇性非催化還原)
溫度窗口:需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度(通常850~1100℃),垃圾焚燒爐的爐膛溫度波動(dòng)可能影響脫硝效率。
氨逃逸:過(guò)量噴入還原劑(尿素或氨水)可能導(dǎo)致未反應(yīng)的氨逃逸,需優(yōu)化噴射點(diǎn)位和劑量。
適合場(chǎng)景:適用于中小型焚燒廠,成本較低但效率較低(約30~50%)。
SCR(選擇性催化還原)
催化劑選擇:常用釩鎢鈦催化劑,但垃圾煙氣中的重金屬(如Pb、As)、粉塵和酸性氣體(SO2、HCl)易導(dǎo)致催化劑中毒。
溫度匹配:中溫SCR(180~300℃)需避免煙氣再熱能耗過(guò)高;低溫SCR(<180℃)需解決催化劑活性問(wèn)題。
適合場(chǎng)景:高效(脫硝率>80%),但投資和運(yùn)維成本高,需前置除塵、脫酸等工藝保護(hù)催化劑。
組合工藝:SNCR+SCR聯(lián)合可平衡效率與成本,需注意系統(tǒng)協(xié)同控制。
成分復(fù)雜性:垃圾焚燒煙氣含高濃度粉塵、酸性氣體(HCl、SO2)、重金屬及二噁英,可能堵塞催化劑或引發(fā)副反應(yīng)(如SO2氧化為SO3)。
氧含量波動(dòng):垃圾熱值不穩(wěn)定導(dǎo)致煙氣氧含量變化,影響還原劑(如氨)與NOx的反應(yīng)路徑。
氨氮比(NSR):通??刂圃?.0~1.2,過(guò)高增加氨逃逸,過(guò)低降低脫硝效率。
混合均勻性:還原劑需與煙氣充分混合,避免局部濃度過(guò)高或過(guò)低。
空速(GHSV):SCR系統(tǒng)中,過(guò)高的空速會(huì)縮短煙氣與催化劑接觸時(shí)間,降低效率。
噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì):SNCR的噴嘴需耐高溫、防堵塞,位置應(yīng)避開(kāi)高溫腐蝕區(qū)域。
催化劑管理:SCR需定期清灰(如聲波吹灰)、監(jiān)測(cè)活性,更換周期通常2~5年。
防腐措施:氨逃逸與SO3可能形成硫酸氫銨(ABS),造成下游設(shè)備(空預(yù)器、除塵器)腐蝕。
氨逃逸:需安裝氨逃逸監(jiān)測(cè)儀(通常要求<3 ppm),必要時(shí)增設(shè)濕式洗滌塔。
N2O生成:高溫下尿素分解可能產(chǎn)生溫室氣體N2O,需優(yōu)化噴射溫度。
與脫酸、除塵協(xié)同:SCR通常布置在除塵(如布袋)和脫酸(如半干法)之后,以減少催化劑堵塞。
能耗問(wèn)題:煙氣再熱(如SCR前加熱)會(huì)增加能耗,可考慮余熱回收或低溫催化劑。
排放標(biāo)準(zhǔn):需符合當(dāng)?shù)豊Ox限值(如中國(guó)GB 18485-2014要求≤250 mg/m3)。
在線監(jiān)測(cè):CEMS系統(tǒng)需定期校準(zhǔn),確保NOx、氨逃逸等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
還原劑成本:液氨、尿素或氨水的選擇需考慮儲(chǔ)存安全性和價(jià)格。
催化劑壽命:通過(guò)預(yù)處理(如噴活性炭吸附重金屬)延長(zhǎng)催化劑使用時(shí)間。
前期設(shè)計(jì):根據(jù)垃圾成分、熱值波動(dòng)選擇合適工藝,預(yù)留調(diào)整空間。
運(yùn)行中:密切監(jiān)控溫度、氨逃逸及催化劑狀態(tài),及時(shí)調(diào)整噴氨策略。
維護(hù)保養(yǎng):定期清理噴射系統(tǒng)和催化劑,避免因積灰或中毒導(dǎo)致效率下降。
通過(guò)精細(xì)化控制,可在滿足環(huán)保要求的同時(shí)降低運(yùn)行成本。
SCR(選擇性催化還原)脫硝系統(tǒng)的主要設(shè)備
SCR(Selective Catalytic Reduction)是一種廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域的脫硝技術(shù),通過(guò)向煙氣中噴入還原劑(如氨或尿素),在催化劑作用下將NOx還原為N?和H?O。其主要設(shè)備包括以下核心部分:
液氨/氨水儲(chǔ)罐:儲(chǔ)存液態(tài)氨或氨水(需符合安全規(guī)范)。
尿素溶解與儲(chǔ)存系統(tǒng)(尿素-SCR):
尿素溶解罐:將尿素顆粒溶解為尿素溶液(40%~50%濃度)。
尿素儲(chǔ)罐:儲(chǔ)存制備好的尿素溶液。
蒸發(fā)/混合系統(tǒng)(液氨-SCR):將液氨蒸發(fā)為氣態(tài)氨,并與空氣混合稀釋至安全濃度(通常<5%)。
噴氨格柵(AIG, Ammonia Injection Grid):
多噴嘴設(shè)計(jì),確保還原劑均勻噴入煙氣中。
通常安裝在SCR反應(yīng)器前的煙道內(nèi)。
流量控制閥與計(jì)量模塊:精確調(diào)節(jié)還原劑噴射量(根據(jù)NOx濃度實(shí)時(shí)反饋)。
反應(yīng)器殼體:耐高溫、耐腐蝕鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)含催化劑層。
催化劑層:
類(lèi)型:蜂窩式、板式或波紋式催化劑(常用成分為V?O?-WO?/TiO?)。
布置:通常為2~4層,預(yù)留備用層以延長(zhǎng)使用壽命。
吹灰系統(tǒng):
聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹灰器,防止催化劑積灰堵塞。
煙道與導(dǎo)流板:確保煙氣均勻通過(guò)催化劑層,避免偏流。
煙氣加熱系統(tǒng)(可選):在低溫工況下預(yù)熱煙氣至催化劑活性溫度(通常280~400℃)。
NOx/O?在線分析儀:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入口/出口NOx濃度。
氨逃逸監(jiān)測(cè)儀:控制過(guò)量氨噴射(防止逃逸氨造成污染)。
DCS/PLC控制系統(tǒng):自動(dòng)調(diào)節(jié)噴氨量,優(yōu)化脫硝效率(目標(biāo)脫硝率通常>80%)。
稀釋風(fēng)機(jī):為氣態(tài)氨提供稀釋空氣。
廢水處理系統(tǒng)(尿素-SCR):處理尿素水解產(chǎn)生的廢液。
安全設(shè)施:氨泄漏檢測(cè)儀、應(yīng)急噴淋系統(tǒng)等。
溫度窗口:催化劑最佳工作溫度(燃煤電廠通常300~400℃)。
空速(SV):煙氣在催化劑內(nèi)的停留時(shí)間。
NH?/NOx摩爾比:通??刂圃?.8~1.2,避免氨逃逸。
SCR系統(tǒng)的設(shè)備選型和布置需根據(jù)具體燃料類(lèi)型、煙氣條件及排放標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化。
SCR技術(shù)因其高脫硝效率(可達(dá)90%以上)成為全球NOx控制的核心手段,尤其在中國(guó)、歐盟、美國(guó)等嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)應(yīng)用廣泛。
]]>實(shí)際應(yīng)用中需權(quán)衡催化劑成本、氨逃逸控制及系統(tǒng)壓降等問(wèn)題,但通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)(如CFD流場(chǎng)模擬、催化劑模塊化更換)可有效優(yōu)化??傮w而言,SCR在高效性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性上的平衡使其成為工業(yè)脫硝的核心技術(shù)。
]]>SCR脫硝優(yōu)于SNCR脫硝的原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
總結(jié):SCR在脫硝效率、氨逃逸控制和適用范圍上優(yōu)于SNCR,盡管成本較高,但適合對(duì)排放要求嚴(yán)格的場(chǎng)合;SNCR則適用于中小型設(shè)備或排放要求較低的場(chǎng)景。
總結(jié):SCR脫硝技術(shù)憑借其高效、靈活、穩(wěn)定、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì),成為控制NOx排放的主流技術(shù),廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。
]]>SCR脫硝設(shè)備通過(guò)催化劑、氨噴射系統(tǒng)、反應(yīng)器等組件的協(xié)同工作,有效減少NOx排放,滿足環(huán)保要求。
]]>選擇性催化還原(SCR)技術(shù):
SCR技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的脫硝方法,其脫硝效率通??梢赃_(dá)到95%以上。例如,在某600 MW火電機(jī)組上,SCR系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后,能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放,即NOx排放濃度低于35 mg/m3。
低溫SCR技術(shù):
低溫SCR技術(shù)適用于焦?fàn)t等特殊場(chǎng)合,具有較高的處理能力和抗毒能力,且能夠滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
鈣/鈉基干法脫硫+SNCR脫硝工藝:
這種工藝設(shè)計(jì)處理煙氣能力每小時(shí)約150萬(wàn)立方米,能夠完全達(dá)到國(guó)家超低排放要求。
模塊化高效脫硝裝置:
其他工業(yè)應(yīng)用中的脫硝設(shè)備:
在一些特定工業(yè)場(chǎng)景中,如水泥窯爐、垃圾焚燒等,脫硝設(shè)備的處理能力和效率也有所不同。不同類(lèi)型的脫硝設(shè)備在處理能力和效率上存在顯著差異,具體選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況和需求進(jìn)行優(yōu)化配置。
]]>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(shì),運(yùn)行穩(wěn)定且對(duì)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(xiǎn),需要采用耐磨抗堿金屬中毒的催化劑。
近年來(lái),隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,水泥行業(yè)對(duì)NOx排放的要求越來(lái)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(dá)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(wèn)題(如鉈元素引起的中毒)會(huì)影響脫硝效率;此外,氨逃逸控制也是一個(gè)重要問(wèn)題,氨逃逸量需嚴(yán)格控制在3ppm以下,以避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),行業(yè)內(nèi)不斷優(yōu)化工藝流程,開(kāi)發(fā)新型催化劑,并結(jié)合低氮燃燒和SNCR技術(shù)進(jìn)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(wèn)題,以進(jìn)一步提升其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。