燃煤電站煙氣中NO,排放量的控制技術(shù)
燃燒后居對NO.排放量的控制技術(shù)主要是指煙氣脫硝凈化技術(shù),即把已生成的NO.還原為
.從而脫除煙氣中的NO,按治理工藝可分
為濕法脫確和干法脫確。有工業(yè)業(yè)績的脫確技術(shù)
主要包括酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、吸附
法、等離子
體活化法等。此外,近十幾年來國內(nèi)外一些科研人員還開發(fā)了用微生物來處理含NO,廢氣的
方法,成為研究的熱點。
(一)濕法煙氣脫硝技術(shù)
濕法煙氣脫硝是利用液體吸收劑將NO.溶解的原理來凈化燃煤煙氣的,其最大的障礙是
NO很難溶于水,
往往要求將NO首先氧化為NO2,為此一般先將NO通過與氧化劑03、
ClO,或KMnO,反應,氧化生成NO2,然后NO,被水或堿性溶液吸
收,實現(xiàn)煙氣脫硝。
(二)干法脫硝技術(shù)
與濕法煙氣脫硝技術(shù)相比,干法煙氣脫硝技術(shù)的主要優(yōu)點是:基本投資低,設備及工藝
過程簡單,脫除NO。的效率也較高,無廢水和廢棄物處理,不易造成二次污染,目前有工程
應用的主要技術(shù)有選擇性催化還原法
(SCR)脫硝技術(shù)、選擇性非催化還原法(SNCR)脫
硝技術(shù)、電子束治理技術(shù)等。
選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術(shù)
SCR技術(shù)的催化劑費用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的50%~60%,其運行成本在很大
得度上受催化劑壽命的影響,選擇性非催化氧化
還原法(Selective Non-Catalytic Reduction,
ANCR)應運而生。其基本原理是把含有NH,基的還原劑(如氨、尿素、氨水、
碳酸氫銨
每)噴入爐膛溫度為800~1200℃這一狹窄的溫度范圍區(qū)域,在沒有催化劑的情況下,該還
原劑迅速熱分解或揮發(fā)成NH3
并與煙氣中的NO,進行反應,使得NO,還原成N2和H20,而
且基本上不與02發(fā)生作用。
SNCR法的還原劑可以是NH3、尿素或其他氨
基,其反應機理也較復雜。當以尿素為還
原劑時,其工藝流程見圖1-15,其反應方程式可簡單表示為
H?NCONH2+2NO+1/202=-2N2+CO2+2H20
同 SCR工藝類似,SNCR工藝的NO,的脫除效率主要取決于反應溫度、NH3與NO,的化
學計量比、混合程度、反應時間等。研究表
明,SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要,若溫度過
低,NH3的反應不完全,容易造成NH3泄漏;而溫度過高,NH3則容易被氧化為NO,
抵消
了NH,的脫除效果。溫度過高或過低都會導致還原劑損失和NO,脫除效率下降。通常,煤粉
爐設計合理的SNCR工藝能達到
30%~50%的脫除效率,循環(huán)流化床鍋爐SNCR系統(tǒng)的效率
可以大于50%。
選擇性非催化還原法工藝,最初由美國的Exxon公司發(fā)明,
并于1974年在日本成功投
入工業(yè)應用,20世紀80年代末歐盟國家一些燃煤電站也開始了SNCR技術(shù)的工業(yè)應用,美
國的SNCR技術(shù)在
燃煤電站的工業(yè)應用是從90年代初開始的。目前國內(nèi)的江蘇利港三期2x
600MW、江蘇閥山一期2×600MW機組、華能伊敏2×600MW
電廠、廣州瑞明電力公司2x
125MW機組已經(jīng)建成投運,其他還有廣州梅山熱電廠、南海江南發(fā)電廠等小型機組也先后
投人運營。
該法的優(yōu)點是不需要催化劑,投資較SCR法小,比較適合于環(huán)保要求不高的改造機組,
但存在如下一些問題:①效率不高;②反
應劑和運載介質(zhì)(空氣)的消耗量大;③氨的進
漏量大;④生成的(NH,)250。和NH。HSO,會腐蝕和堵塞下游的空氣預熱器等設
備。
(三)電子束治理技術(shù)
電子束(Electron Beam,EB)法的原理是利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束,直接照
贊處理的氣體,
通過高能電子與氣體中的氧分子發(fā)水分子能撞,使之器解、電高,形成非
平衡等離子體,其中所產(chǎn)生
應,使之氧花去除高高生的
大量活性粒子(如O日、02-和HO5等)與污染物進行反
16。許多國家已經(jīng)建立了一批電子束試驗設施和示范車間。日本、德國、
美國和波蘭的示范
車間運行結(jié)果表明,這種電子
系統(tǒng)去除SO2的總效率通常超
過95%,去除NO。的效率達到
80%~85%。
電子束照射
法脫除NO。的
技術(shù),是當今煙氣系統(tǒng)脫硝的
一項新技術(shù),可以同時處理大
型燃煤電站的SO2、NO。和飛
難灰,但電子束照射法仍
有不少
缺點:①能量利用率低,當電子能量降到3eV以下后,將失去分解和電離的功能,剩余的能量將浪費掉;②電子束法所
采
用的電子槍價格昂貴,電子槍及靶窗的壽命短,所需的設備及維修費用高;③設備結(jié)構(gòu)
復雜,占地面積大,X射線的屏蔽與防護
費用較大。上述原因限制了電子束法的實際應用和
推廣。