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燃气锻造炉SCR脱硝的必要性!

时间:2019-10-22 09:24 来源:www.sdtkhbgs.com  作者:aadmin

近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快,在国内得到了广泛的应用,目前催化还原烟气脱硝技术是应用最多的技术。

1)SCR脱硝反应

目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NOX的还原功能,在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3,其不同点则是在尿素法SCR中,先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器,它转换的方法为将尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合时间,驻留时间及温度,由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法,主要化学反应方程式为      

NH2CONH2+H2O2NH3+CO2

本工艺选用氨水作为还原剂在高温气体中(温度大于180-240℃)直接通喷头雾化喷入SCR反应器上游的烟气中。典型的SCR反应原理示意图如下:

1571707635(1).png 

SCR反应器内,NO通过以下反应被还原:

       4NO+4NH3+O23N2+6H2O

       6NO+4NH35N2+6H2O

当烟气中有氧气时,反应第一式优先进行,因此,氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。

在锅炉的烟气中,NO2一般约占总的NOX浓度的5%,NO2参与的反应如下:

        2NO2+4NH3+O23N2+6H2O

        6NO2+8NH37N2+12H2O

上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。

在绝大多数锅炉烟气中,NO2仅占NOX总量的一小部分,因此NO2的影响并不显著。

SCR系统NOX脱除效率通常很高,喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应。有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来说,对于新的催化剂,氨逃逸量很低。但是,随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞,氨逃逸量就会增加,为了维持需要的NOX脱除率,就必须增加反应器中NH3/NOX摩尔比。当不能保证预先设定的脱硝效率和(或)氨逃逸量的性能标准时,就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。

2)SCR系统组成及反应器布置

在选择催化还原工艺中,NOx与NH3在催化剂的作用下产生还原。催化剂安放在一个固定的反应器内,烟气穿过反应器平行流经催化剂表面。催化剂单元通常垂直布置,烟气自上向下流动。

SCR系统一般由氨的储存系统、氨喷入系统、反应器系统、SCR旁路、检测控制系统等组成。

3)燃气煅烧炉脱硝方案

煅烧炉如果需要达到较高的脱硝效率(80-90%),就需要采用SCR脱硝工艺,但是煅烧炉没有SCR脱硝的温度区间(180-240),需要对煅烧炉烟气进行加热处理,达到SCR脱硝温度进行脱硝。

采用小型燃烧器对煅烧炉烟气进行升温,使烟气达到180℃的温度,进入SCR反应器进行脱硝反应。

SCR系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2含量、温度和NOx浓度,都影响催化剂寿命和系统的设计。除温度外,NOx、NH3浓度、过量氧和停留时间也对反应过程有一定影响。



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