煙氣脫硝技術(shù)
由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性, 對于燃煤鍋爐,采用改進(jìn)燃燒技術(shù)可以達(dá)到一定的除NOx 效果,但脫除率一般不超過60%。使得NOx 的排放不能達(dá)到令人滿意的程度,為了進(jìn)一步降低NOx 的排放，必須對燃燒后的煙氣進(jìn)行脫硝處理。 目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法(SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。就目前而言，干法脫硝占主流地位。其原因是：NOx與SO2相比，缺乏化學(xué)活性，難以被水溶液吸收；NOx 經(jīng)還原后成為無毒的N2和O2，脫硝的副產(chǎn)品便于處理；NH3對煙氣中的NO可選擇性吸收，是良好的還原劑。
濕法與干法相比，主要缺點是裝置復(fù)雜且龐大；排水要處理，內(nèi)襯材料腐蝕，副產(chǎn)品處理較難，電耗大(特別是臭氧法)。
煙氣脫硝技術(shù)有氣相反應(yīng)法(如SCR法)、電子束法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等幾類。
1.1.2．1煙氣脫硝處理方法
1、
爐膛噴射法
爐膛噴射法實質(zhì)是向爐膛噴射還原性物質(zhì)，可在一定溫度條件下還原已生成的NOx，從而降低NOx的排放量。包括噴水法、二次燃燒法(噴二次燃料即前述燃料分級燃燒)、噴氨法等。
噴氨法亦稱選擇性非催化還原法(SNCR)，是在無催化劑存在條件下向爐內(nèi)噴入還原劑氨或尿素，將NOx還原為N2和H2O。它建設(shè)周期短、投資少、脫硝效率中等，比較適合于對中小型電廠鍋爐的改造。還原劑噴入鍋爐折焰角上方水平煙道(900～1000℃)，在NH3/NOx摩爾比2～3情況下，脫硝效率30％～50％。在950℃左右溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)式為：
4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O
當(dāng)溫度過高時，會發(fā)生如下的副反應(yīng)，又會生成NO：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
當(dāng)溫度過低時，又會減慢反應(yīng)速度，所以溫度的控制是至關(guān)重要的。該工藝不需催化劑，但脫硝效率低，高溫噴射對鍋爐受熱面安全有一定影響。存在的問題是由于溫度隨鍋爐負(fù)荷和運行周期而變化及鍋爐中NOx濃度的不規(guī)則性，使該工藝應(yīng)用時變得較復(fù)雜。在同等脫硝率的情況下，該工藝的NH3耗量要高于SCR工藝，從而使NH3的逃逸量增加。因此影響SNCR系統(tǒng)性能設(shè)計和運行的主要因素是:
(1)反應(yīng)溫度范圍；
(2)最佳溫度區(qū)的滯留時間；
(3)噴入的反應(yīng)劑與煙氣混合程度；
(4)處理前煙氣中NOx濃度；
(5)噴入的反應(yīng)劑與NOx的摩爾比；
(6) 氨的逃逸量。
下圖所示為以尿素為還原劑的SNCR工藝流程，該流程由4部分組成:
(1)反應(yīng)劑的接收和儲存;
(2)反應(yīng)劑的計量稀釋和混勻;
(3)稀釋的反應(yīng)劑噴入鍋爐合適的部分;
(4)反應(yīng)劑與煙氣的混合"
圖4、SNCR工藝流程
在還原劑的接收和儲存系統(tǒng)中，尿素一般采用50%的水溶液,可直接噴入爐膛。由于尿素的冰點僅為17.8e℃。因此，較冷的季節(jié)應(yīng)對尿素溶液進(jìn)行加熱和循環(huán)。尿素可采用固體顆粒運輸，但在廠內(nèi)必須設(shè)置溶解裝置。與氨系統(tǒng)相比，尿素系統(tǒng)有以下優(yōu)點:尿素是一種無毒、低揮發(fā)的液體，在運輸和儲存方面比氨更加安全；此外，尿素溶液噴入爐膛后在煙氣中擴(kuò)散較遠(yuǎn)，可改善大型鍋爐中吸收劑和煙氣的混合效果。由于尿素的安全性和良好的擴(kuò)散性能，采用尿素的SNCR系統(tǒng)多在大型鍋爐上應(yīng)用。