氮氧化物超標原因和處理方法全知道

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產(chǎn)品詳情

氮氧化物(NOx)超標是目前各生產(chǎn)企業(yè)廢氣排放的最主要難題,不僅是國家對氮氧化物排放(又叫脫硝)的日益嚴格,更是因為企業(yè)對氮氧化物超標處理方法的匱乏或模糊所致。

氮氧化物產(chǎn)生和超標的原因是什么?目前有哪些處理氮氧化物超標的工藝方法?這些工藝各有什么特點,應該怎樣選擇?煙臺多潤環(huán)保結合多年脫硝經(jīng)驗給大家做個匯總整理,希望幫助更多生產(chǎn)企業(yè)選擇合適脫硝方法。

氮氧化物產(chǎn)生和超標的原因

首先,我們要知道鍋爐為什么會產(chǎn)生氮氧化物,然后才能明確如何解決??偟膩碚f,廢氣中氮氧化物的產(chǎn)生,主要有兩個方面:

一、燃料原因

燃料中含有氮元素,其在燃燒過程中與氧發(fā)生反應,從而生成氮氧化物。燃料的選擇和燃燒溫度決定氮氧化物產(chǎn)生量的高低。例如煤和天然氣產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)量大不相同。同樣的燃料,1000℃以下和1500℃以上的燃燒溫度,產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)量和速率也不一樣。

總的來說,燃料中含有的氮越多,燃燒溫度越高,氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生量和速率也會越高。一般來說,我們檢測到的氮氧化物80%~90%來源于燃料。

二、空氣原因

我們都知道,空氣中有78%的氮氣和21%的氧氣,而鍋爐燃燒時需要空氣中的氧才能充分燃燒,而燃燒的高溫,同時讓空氣中的氮與氧反應成氮氧化物。一般檢測到的氮氧化物10%~20%來自于空氣。

知道了氮氧化物產(chǎn)生的原因,企業(yè)就可以有針對性的減少氮氧化物產(chǎn)生,進而達標或減少處理量,例如改換燃料、分級燃燒、低氮燃燒、控氧等技術都可以針對某些現(xiàn)場起到很好的降低氮氧化物作用。

然而,近幾年隨著國家對氮氧化物排放要求的持續(xù)提高(2022年全國各省市一般排放A標為50mg/m,市區(qū)達30mg/m),企業(yè)即便選用上面改進技術,仍然無法達到新要求,只有尋找更進一步的氮氧化物超標的處理辦法。下面就一起來了解下目前被大家所廣泛采用、認可的氮氧化物超標處理工藝方法吧。

氮氧化物超標的處理方法詳解

目前,市場上處理氮氧化物超標的工藝措施主要有:選擇性催化還原法(簡稱:SCR)、非選擇性催化還原法(簡稱:SNCR)和低溫催化吸收法(簡稱:低溫脫硝)。這三種措辭在實踐中各有優(yōu)缺,脫硝的原理不一樣,成本和效果也不盡相同,現(xiàn)場工況不同(爐型、燃料、風量、煙溫等等)對應的處理工藝完全不一樣。如何才能做出選擇,就需要對他們有一個細致的了解才行:

SNCR-在爐內(nèi)高溫處的實施工藝

SNCR(非催化還原法脫硝)是不需要催化劑,只在爐膛內(nèi)溫度為 850 ~ 1100℃ 的區(qū)域,噴入還原劑(NH,常用一般為尿素液、氨水等氨源),NH在高溫條件下,與煙氣中的NOx反應生成氮氣和水的脫硝工藝。

由于尿素水、氨水會造成30%左右的鍋爐能耗,所以近幾年有用顆粒粉末替代液體的趨勢,如高分子脫硝PNCR。SNCR/PNCR此類工藝也簡稱為爐內(nèi)脫硝、高溫脫硝。一般工藝流程圖如下:

特性總結:

1SNCR適用于爐溫穩(wěn)定、且集中的工況。如燃煤、碳、油等的鏈條爐、循環(huán)流化床等。選擇穩(wěn)定的溫窗區(qū)域是SNCR起效的核心和施工難點,如果工況不穩(wěn)則脫硝率很低、甚至會起反作用,如生物質(zhì)鍋爐(爐溫不穩(wěn))、石灰豎窯、隧道窯等異形窯(爐溫不集中)等工況,施工難度高很多。

2SNCR多用在中小型現(xiàn)場(煙氣量約在10-30m/h)。因為其建設費用適中(成本約30-90萬元),爐膛改造周期較短(約1-5周)的優(yōu)勢,成為早期中小企業(yè)的脫硝。

3) 一般SNCR實際脫硝率在30~50%,處理濃度到100mg/m,滿足大部分環(huán)保要求。2021年國家超低排放標準50mg/m逐步實施,SNCR也在提升改進,比如:換高分子脫硝劑、聯(lián)合低溫脫硝等。

4SNCR的達標氨逃逸濃度在8 mg/m。2021年各地市環(huán)保增加了氨逃逸檢測(以前有現(xiàn)場為脫硝達標大量噴氨),SNCR實施要求進一步提高,工藝升級也迫在眉睫。

SCR-在爐口中溫處的實施工藝

SCR(選擇性催化還原脫硝)是借助催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等),向溫度約280450 ℃的煙氣中噴入氨,將NOx 還原成N HO的脫硝工藝。

催化劑模塊是SCR的核心,建設和維護成本,只要不中毒,一般可用1.5-2年。SCR隨著發(fā)展,適用溫窗在擴大,自動化程度也越來越高,其工藝流程圖如下:

特性總結:

1SCR是大型現(xiàn)場(煙氣量超40m/h)的。達90%以上的脫硝率、可靠的運行率、較低的維護成本等都是其他工藝所不能比擬的。

2SCR需要較高的建設投入。以40萬煙氣量現(xiàn)場為例,SNCR約用100-200萬元,SCR則需要約800-1200萬元,這是很多中小企業(yè)所不能承擔的。

3SCR并非萬能,如煙氣含有鎘、砷時,易造成催化劑中毒,縮短催化劑模塊的壽命,常見的生物質(zhì)爐煙氣就富含砷。

4SCR的達標氨逃逸濃度在5mg/m。需要專業(yè)的建設和運營維護才可以達到標準要求,不會形成二次污染。

低溫脫硝-在排煙前低溫區(qū)實施的脫硝工藝

低溫脫硝是近幾年隨著脫硝技術發(fā)展和氮氧化物超低排放要求而盛行起來的脫硝工藝,是對SCRSNCR傳統(tǒng)脫硝工藝的有力補充。低溫脫硝打破以氨作為脫硝劑的傳統(tǒng),以高效的低溫脫硝劑,不借助任何催化劑或高溫的條件下,與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學反應,最終將NOx反應成N HO的脫硝工藝。

低溫脫硝最初是以補充工藝形式而盛行,只在煙道上噴入低溫脫硝劑即可起效:完全不占場地(在煙道上實施)、施工及其簡便(用泵霧化噴入即可)、不受爐型和燃料影響(對尾氣處理)、脫硝率(煙道多潤環(huán)保可NOx <30 mg/m內(nèi))等優(yōu)勢,讓其與SCR/SNCR完美配合。

特性總結:

1) 低溫脫硝在煙溫40-260℃ 處實施,達95%以上的脫硝率(化學反應,理論上可更高)成為很多低溫現(xiàn)場和超低排放現(xiàn)場不二選擇,而且無需停爐即可隨時快速完成施工。

2) 風量越低的現(xiàn)場(10m/h內(nèi))其優(yōu)勢越明顯。相較與SCR/SNCR在中大型現(xiàn)場的特性,低溫脫硝可忽略不計的建設費用以及小風量的低處理量,成了小微企業(yè)的選擇。

3) 低溫脫硝劑是工藝關鍵。高效徹底的反應效率,長久運營的成本要求,現(xiàn)場適用性等,都可以先通過小試來確認,比工程驗收保障性更高。

4)低溫脫硝無氨逃逸風險,因為氨在低溫條件下無脫硝作用,所以低溫脫硝劑都不含氨。

我們按照煙氣從產(chǎn)生到排放,從高溫到低溫的順序,結合現(xiàn)場常見顧慮,匯總了氮氧化物超標的處理措施和特性,給出了大家選擇脫硝工藝的方向。

再通過上面介紹的氮氧化物超標原因和處理方法,結合現(xiàn)場工況,就可以出選擇適合自身工況的合理脫硝工藝了。

低溫脫硝劑

而對于一些復雜現(xiàn)場,可能需要采用聯(lián)合脫硝或混合脫硝,這需要實況分析才行,必須要專業(yè)人士才能給出方案,當然大部分混合脫硝技術在煙臺多潤環(huán)保都有成功案例,歡迎大家一起探討。

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