選擇合適的脫硝工藝:根據(jù)氮氧化物的原始濃度、排放限值以及運行成本等因素,選擇適合的脫硝工藝。常見的脫硝方法包括選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR),以及其他如氧化法和低氮燃燒工藝等。
控制脫硝劑的使用:在SCR工藝中,催化劑的最佳活性溫度范圍是300-420℃,因此需要嚴格控制煙氣溫度。同時,噴氨流量和稀釋風流量需要根據(jù)鍋爐負荷的變化進行調(diào)整,以優(yōu)化運行參數(shù)并提高經(jīng)濟性。
氨泄漏的預防與控制:在使用液氨作為還原劑時,必須采取有效的措施防止氨氣泄漏,確保廠界氨氣濃度符合相關(guān)標準。此外,氨區(qū)應設(shè)置防曬、防雨及噴淋設(shè)施,并定期檢查這些設(shè)施以確保其處于備用狀態(tài)。
設(shè)備的安全運行與維護:在煙氣脫硝系統(tǒng)運行過程中,應嚴格執(zhí)行安全規(guī)程,包括對設(shè)備進行定期檢查和維護,以及制定應急預案。對于可能出現(xiàn)的故障,應及時處理并記錄事故情況,以便總結(jié)經(jīng)驗教訓。
防腐蝕措施:在煙氣脫硝過程中,需要采取一系列防腐蝕措施,如減少煤氣媒介中的濕分含量,防止酸性氣體電離和電化學腐蝕,從而延長設(shè)備的使用壽命。
二次污染的控制:在設(shè)計脫硝工程時,應考慮二次污染的控制措施,例如廢水處理和噪聲控制等,以符合國家及地方的環(huán)保法規(guī)和標準。
催化劑的選擇與維護:SCR脫硝催化劑的選擇應考慮其高效性、穩(wěn)定性和適應性,同時要防止催化劑受潮或腐蝕。如果催化劑發(fā)生堵塞或腐蝕現(xiàn)象應及時更換。
通過以上措施,可以有效提高煙氣脫硝系統(tǒng)的運行效率和安全性,減少對環(huán)境的影響。
]]>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,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??梢赃_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反應塔的煙氣粉塵濃度,減少催化劑磨損和堵塞風險。 中低溫脫硝技術(shù)則對催化劑材料性能有新的要求,如中低溫催化反應活性和高抗硫堿特性。
SCR脫硝系統(tǒng)的設(shè)計包括反應塔設(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控制排放的指標普遍較為寬松。
為了應對這些挑戰(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格的環(huán)保標準。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。
]]>半干法脫硫:在半干法脫硫中,生石灰通常經(jīng)過消化變?yōu)闅溲趸}漿液,然后噴入煙氣中進行反應。這種情況下,脫硫溫度一般在70℃左右,煙氣未達到飽和,無需再熱即可排入煙囪。
干法脫硫:干法脫硫技術(shù)中,石灰粉經(jīng)過消化后進入反應器,與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應。干法的操作溫度一般控制在60-110℃之間。
濕法脫硫:在濕法脫硫工藝中,吸收塔入口煙氣的溫度一般建議為80℃到170℃之間,以確保脫硫效率。此外,有證據(jù)表明,濕法脫硫后的凈煙氣溫度一般在50-70℃之間,這取決于具體的工藝設(shè)計和操作條件。
其他情況:在某些特定的工藝如中,爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC),最佳的脫硫溫度范圍為850℃到1150℃。然而,這種方法主要用于高溫條件下的鍋爐煙氣處理。
生石灰煙氣脫硫所需的溫度范圍較廣,具體取決于所采用的脫硫技術(shù)和工藝條件。在實際應用中,需要根據(jù)具體的工藝要求和設(shè)備條件來確定合適的溫度。
]]>具體來說,小蘇打脫硫過程包括以下幾個步驟:
化學反應:小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學反應外,小蘇打還可以通過物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設(shè)備應用:小蘇打脫硫通常應用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風機等設(shè)備。通過稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點,適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領(lǐng)域。然而,小蘇打價格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應用中可能會產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術(shù)是一種高效且經(jīng)濟實用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領(lǐng)域,但其應用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學反應,生成硫酸鈣,隨后結(jié)晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去帶出的細小液滴,再通過換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點,脫硫效率通??蛇_到95%以上。此外,該技術(shù)對煤種和負荷變化具有較強的適應性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應用,尤其在日本、德國、美國等國家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>干法小蘇打脫硫工藝具有以下特點:
高效脫硫:該工藝能夠去除尾氣中95%以上的SO?,甚至可以達到99%的去除率。
無需噴水:整個過程不需要添加任何水分,避免了濕法脫硫中產(chǎn)生的廢水問題,同時也不會產(chǎn)生溫降,因此不會出現(xiàn)煙囪冒白煙的現(xiàn)象。
設(shè)備簡單:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備投資和運行成本較低,且操作維護方便。
適應性強:該工藝對煙氣工況適應性強,能夠根據(jù)鍋爐負荷波動靈活調(diào)整噴入量,實現(xiàn)超低排放。
副產(chǎn)物回收:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用。
此外,干法小蘇打脫硫技術(shù)廣泛應用于煤電廠、垃圾焚燒廠、玻璃制造、水泥生產(chǎn)及冶金等行業(yè),適用于處理含有酸性物質(zhì)的工業(yè)廢氣。該技術(shù)不僅滿足嚴格的環(huán)保要求,還具有經(jīng)濟效益高、投資省、運行費用低等優(yōu)點。
]]>SCR脫硝技術(shù)在多個行業(yè)中得到了廣泛應用。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煙氣的脫硝。此外,SCR技術(shù)還被應用于玻璃廠、垃圾焚燒廠等其他工業(yè)領(lǐng)域,以應對復雜的煙氣條件和滿足嚴格的環(huán)保標準。
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。
]]>濕法脫硫技術(shù)具有高效脫硫的特點,通常脫硫效率可達到90%以上。石灰石-石膏濕法是目前應用最廣泛的濕法脫硫工藝,約占全部FGD安裝容量的70%。該工藝通過逆流噴淋塔、順流填料塔和噴射鼓泡反應器等不同類型的吸收塔進行煙氣與吸收劑的充分接觸,以提高脫硫效率。
濕法脫硫技術(shù)不僅能夠有效去除SO2,還能處理多種燃料,包括低硫和高硫燃料。此外,濕法脫硫系統(tǒng)還具有一定的協(xié)同除塵性能,能夠去除煙氣中的顆粒物。然而,濕法脫硫技術(shù)也存在一些問題,如設(shè)備腐蝕嚴重、運行成本高、廢水處理復雜等。
為了提高濕法脫硫工藝的效率和資源利用率,研究者們不斷優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備設(shè)計。例如,通過調(diào)整石灰石漿液濃度、氣體流速和反應溫度等參數(shù),可以顯著提高脫硫效率。新型吸收劑和高效霧化噴嘴的應用也進一步提升了濕法脫硫系統(tǒng)的性能。
盡管濕法脫硫技術(shù)在燃煤電廠中得到了廣泛應用,但其廢水處理仍然是一個挑戰(zhàn)。濕法脫硫廢水通常含有高鹽量和重金屬,主要采用化學沉淀法進行處理,但該方法存在藥劑投加量大、污泥產(chǎn)生量多等問題。因此,研究者們也在探索零排放處理技術(shù),以減少廢水對環(huán)境的影響。
總之,電廠濕法脫硫技術(shù)在減少SO2排放和改善環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用,但其高效運行和廢水處理仍需進一步優(yōu)化和改進。
]]>SNCR是一種在不使用催化劑的情況下,通過在高溫區(qū)域噴入還原劑(如氨水或尿素)來還原煙氣中的NOx的技術(shù)。
SNCR系統(tǒng)通常由氨水接收和存儲系統(tǒng)、加壓給料系統(tǒng)、霧化噴射系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成。SNCR工藝的脫硝效率一般在30%到70%之間。
SCR技術(shù)利用催化劑和氨氣或其他還原劑將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮氣和水蒸氣。SCR技術(shù)通常在較低溫度下進行,一般在150-400℃范圍內(nèi)。SCR技術(shù)的脫硝效率較高,可以達到90%以上。
聯(lián)合使用SNCR和SCR技術(shù)可以顯著提高脫硝效率,適應更嚴格的排放標準。例如,某垃圾焚燒項目采用SNCR預處理后,再通過SCR進一步處理,最終可以達到90%以上的脫硝效率。這種聯(lián)合工藝不僅可以提高脫硝效率,還可以減少SCR系統(tǒng)的容量,從而節(jié)省投資和運行維護費用。
垃圾焚燒爐煙氣脫硝技術(shù)主要包括SNCR、SCR及其聯(lián)合應用,每種技術(shù)都有其優(yōu)缺點和適用范圍。選擇合適的脫硝技術(shù)需要根據(jù)具體的煙氣成分、溫度條件以及排放標準來決定。
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