煙氣脫硝技術

由于爐內低氮燃燒技術的局限性, 對于燃煤鍋爐,采用改進燃燒技術可以達到一定的除NOx 效果,但脫除率一般不超過60%。使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx 的排放，必須對燃燒后的煙氣進行脫硝處理。                      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) 、電子束聯合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法;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，缺乏化學活性，難以被水溶液吸收；NOx 經還原后成為無毒的N₂和O₂，脫硝的副產品便于處理；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，主要缺點是裝置復雜且龐大；排水要處理，內襯材料腐蝕，副產品處理較難，電耗大(特別是臭氧法)。

煙氣脫硝技術有氣相反應法(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

爐膛噴射法實質是向爐膛噴射還原性物質，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噴入還原劑氨或尿素，將NOx還原為N₂和H₂O。它建設周期短、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/NO_x摩爾比2～3情況下，脫硝效率30％～50％。在950℃左右溫度范圍內，反應式為：

       4NH₃+4NO＋O₂→4N₂+6H₂O

當溫度過高時，會發生如下的副反應，又會生成NO：

              4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O

當溫度過低時，又會減慢反應速度，所以溫度的控制是至關重要的。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荷和運行周期而變化及鍋爐中NOx濃度的不規則性，使該工藝應用時變得較復雜。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系統性能設計和運行的主要因素是:

(1)反應溫度范圍；

(2)最佳溫度區的滯留時間；

(3)噴入的反應劑與煙氣混合程度；

(4)處理前煙氣中NOx濃度；

(5)噴入的反應劑與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)反應劑的接收和儲存;

(2)反應劑的計量稀釋和混勻;

(3)稀釋的反應劑噴入鍋爐合適的部分;

(4)反應劑與煙氣的混合"

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，較冷的季節應對尿素溶液進行加熱和循環。尿素可采用固體顆粒運輸，但在廠內必須設置溶解裝置。與氨系統相比，尿素系統有以下優點:尿素是一種無毒、低揮發的液體，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散較遠，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散性能，采用尿素的SNCR系統多在大型鍋爐上應用。