火电厂脱硫脱硝技术汇总五

发布日期：2017-07-17 作者：点击：

五、脱硝技术

常见的脱硝技术中，根据氮氧化物的形成机理，降氮减排的技术措施可以分为两大类：

一类是从源头上治理。控制煅烧中生成NOx。其技术措施：①采用低氮燃烧器；②分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度；③改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度。

另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx，其技术措施：①“分级燃烧 SNCR”，国内已有试点；②选择性非催化还原法（SNCR），国内已有试点；③选择性催化还原法（SCR），目前欧洲只有三条线实验；③SNCR/SCR联合脱硝技术，国内水泥脱硝还没有成功经验；④生物脱硝技术（正处于研发阶段）。

国内的脱硝技术，尚属探索示范阶段，还未进行科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行是否可靠？脱硝效率、运行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。

脱硝技术具体可以分为：

燃烧前脱硝：
（1）加氢脱硝、
（2）洗选
燃烧中脱硝：
（1）低温燃烧、
（2）低氧燃烧、
（3）FBC燃烧技术、
（4）采用低NOx燃烧器、
（5）煤粉浓淡分离、
（6）烟气再循环技术
燃烧后脱硝:
（1）选择性非催化还原脱硝（SNCR）、
（2）选择性催化还原脱硝（SCR）、
（3）活性炭吸附、
（4）电子束脱硝技术

1. 选择性催化还原（SCR）脱硝技术

SCR脱硝工艺是利用催化剂，在一定温度下（270~400℃），使烟气中的NOx与来自还原剂供应系统的氨气混合后发生选择性催化还原反应，生成氮气和水，从而减少NOx的排放量，减轻烟气对环境的污染。

SCR反应过程中使用的还原剂可以为液氨、氨水（25%NH3）或者尿素。

SCR脱硝工艺系统可分为液氨储运系统（液氨为还原剂）、氨气制备和供应系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、烟气系统、SCR反应器系统和氨气应急处理系统等。

SNCR脱硝效率在大型燃煤机组中可达 25%～40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小，适合老厂改造，新厂可以根据锅炉设计配合使用。

而选择性催化还原技术（SCR）是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法,最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行,是利用还原剂（NH3, 尿素）在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“选择性”。目前世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种方法都是利用氨对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。

目前，在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂（345℃～590℃）、中温催化剂（260℃～380℃）和低温催化剂（80℃～300℃），不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度区间为315℃～400℃。该方法在实际应用中的优缺点如下。

优点：该法脱硝效率高，价格相对低廉，目前广泛应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。

缺点：燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后, 在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加, 并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3 的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。

2. 选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术

SNCR 方法主要是将含氮的还原剂（尿素、氨水或液氨）喷入到温度为850～1100℃ 的烟气中，使其发生还原反应，脱除NOx，生成氮气和水。由于在一定温度范围及有氧气的情况下，含氮还原剂对NOx的还原具有选择性，同时在反应中不需要催化剂，因此称之为选择性非催化还原。SNCR系统的主要设备均采用模块化设计，主要有还原剂储存与输送模块、稀释水模块、混合计量模块、喷射模块组成。

3. SNCR-SCR联合工艺脱硝技术

SNCR/SCR联合工艺是将SNCR技术与SCR技术联合应用，即在炉膛上部850～1100℃的高温区内，以尿素等作为还原剂，还原剂通过计量分配和输送装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现NOx的脱除，过量逃逸的氨随烟气进入炉后装有少量催化剂的SCR脱硝反应器，实现二次脱硝。

SNCR/SCR混合法脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、SCR脱硝催化剂及反应器、电气控制系统等几部分组成。

六、锅炉企业的脱硫脱硝技术应用总结

锅炉企业的脱硫脱硝技术，在国内现有锅炉生产厂家中多以煤或煤气作为燃烧介质，对于燃煤锅炉，
国内应用最成熟的工艺是FGD法（利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的二氧化硫）脱硫技术；
脱硝则以选择性催化还原法SCR技术为主。

FGD法技术对比

SCR法脱硝技术是世界上最主流的去除NOx的方法，这种方法可以在现有的FGD工艺下加入脱硝装置，在含氧气氛下，还原剂有限与废气中NO反应的催化过程称为选择性催化还原，合适的催化剂和还原剂应具有特点如下：

1）还原剂应具有高的反应性。
2）还原剂可选择性的与NOx反应，而不与烟气中大量存在的氧化性物质反应。
3）还原剂必须价格低廉，以使脱除过程的低成本运作。
4）催化剂应大大降低NOx还原温度。
5）催化剂应具有高的催化活性，以利于烟气中低浓度NOx的有效还原。
6）催化剂选择性的与还原剂与NOx的反应形成N2，而对还原剂与烟气中其他氧化性物质的反应表现惰性。
7）催化剂应具有结构稳定。
8）催化剂不收烟气其他组分的毒化。

对于锅炉行业来说，一定要研究同时脱硫脱硝技术，目前国内多为单独脱硫脱硝技术，这种方式造成设备重复建设，能耗大，人员成本、运行成本高，而同时脱硫脱硝技术则可以在一定程度上避免此类问题的发生。