污染物特性:根據(jù)煙氣中SO?濃度、溫度、濕度等選擇工藝(如石灰石-石膏法、氨法、干法/半干法)。
效率要求:高濃度SO?需高效工藝(如濕法脫硫效率>95%),低濃度可考慮干法。
副產(chǎn)物處理:濕法產(chǎn)生石膏需處理,干法廢渣需妥善處置。
系統(tǒng)兼容性:與現(xiàn)有設(shè)備(如除塵、脫硝)的協(xié)同性,避免干擾。
NOx濃度及溫度:
SCR法:適用于高溫(300-400℃),效率高(80%-90%),需催化劑管理。
SNCR法:中溫(800-1100℃),效率較低(30%-70%),無(wú)催化劑成本。
氨逃逸控制:SCR需精準(zhǔn)控制氨噴射,避免二次污染。
催化劑選擇:考慮耐硫性、壽命及廢棄催化劑的回收。
顆粒物特性:
電除塵:適用于大顆粒、高濃度,效率99%,但對(duì)微細(xì)顆粒(PM2.5)需結(jié)合濕式電除塵。
袋式除塵:對(duì)細(xì)顆粒效率高(>99.9%),但需耐高溫/腐蝕濾料(如PTFE覆膜)。
濕式除塵:適合粘性、高溫?zé)煔猓杼幚韽U水。
協(xié)同效應(yīng):如濕法脫硫后需除霧器減少液滴攜帶。
初始投資:SCR、濕法脫硫成本高,干法/半干法較低。
運(yùn)行費(fèi)用:催化劑更換(SCR)、化學(xué)藥劑(脫硫)、能耗(電除塵)等長(zhǎng)期成本。
維護(hù)復(fù)雜度:袋式除塵需定期換濾袋,電除塵電極需清潔。
煙氣量波動(dòng):選擇負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的工藝(如循環(huán)流化床脫硫)。
含塵量:高含塵煙氣需預(yù)除塵保護(hù)脫硝催化劑。
廢水處理:濕法脫硫需處理含重金屬/氯化物廢水。
固廢處置:脫硫灰、廢催化劑需合規(guī)處理(如危廢填埋)。
SCR技術(shù)在高、中、低溫條件下均可實(shí)現(xiàn)較高的NOx去除率(通??蛇_(dá)80%~95%),尤其適用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等排放高濃度NOx的場(chǎng)景。
相比其他脫硝技術(shù)(如SNCR,非選擇性催化還原),SCR在較低溫度(通常為300~400℃)下仍能保持高效反應(yīng)。
SCR采用催化劑(如V?O?-WO?/TiO?、沸石等)促進(jìn)氨(NH?)或尿素與NOx的選擇性反應(yīng),生成無(wú)害的N?和H?O,副產(chǎn)物少。
催化劑可根據(jù)煙氣成分(如含硫量、粉塵濃度)進(jìn)行優(yōu)化,適應(yīng)不同工況。
隨著各國(guó)對(duì)NOx排放限制趨嚴(yán)(如中國(guó)超低排放要求NOx<50 mg/m3,歐盟<200 mg/m3),SCR是目前少數(shù)能滿(mǎn)足嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)之一。
雖然初期投資較高(催化劑成本占比較大),但長(zhǎng)期運(yùn)行成本低,且可與其他污染物控制設(shè)備(如脫硫、除塵)協(xié)同布置。
系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,適合大型連續(xù)排放源。
副反應(yīng)少,無(wú)二次污染(若控制不當(dāng)可能產(chǎn)生少量N?O或NH?逃逸)。
不僅適用于燃煤煙氣,還可處理燃?xì)廨啓C(jī)、垃圾焚燒、化工等行業(yè)的NOx排放。
SNCR(非催化還原):無(wú)需催化劑,但脫硝效率低(30%~70%),需高溫(900~1100℃),適合中小型鍋爐。
低溫SCR:新興技術(shù),可適應(yīng)更低溫度(150~300℃),但催化劑易中毒,成本較高。
SCR因其高效率、可靠性和成熟度成為煙氣脫硝的主流選擇,尤其適合高排放標(biāo)準(zhǔn)的大型工業(yè)設(shè)施。未來(lái)隨著催化劑改進(jìn)(如抗硫、低溫催化劑研發(fā)),其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。
]]>小型鍋爐煙氣脫硝(脫除氮氧化物,NOx)需要根據(jù)鍋爐規(guī)模、燃料類(lèi)型、排放標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)濟(jì)性選擇合適的工藝。以下是常見(jiàn)的技術(shù)方案和注意事項(xiàng):
低氮燃燒技術(shù)(LNB)
原理:通過(guò)優(yōu)化燃燒方式(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)、低氮燃燒器等),降低燃燒溫度或減少氧氣濃度,從源頭減少NOx生成。
適用:小型燃煤、燃?xì)饣蛉加湾仩t,改造簡(jiǎn)單、成本低,但脫硝效率較低(30%~50%)。
缺點(diǎn):可能影響燃燒效率,需調(diào)試優(yōu)化。
選擇性非催化還原(SNCR)
原理:在鍋爐爐膛(高溫區(qū),800~1100℃)噴入還原劑(如氨水或尿素溶液),將NOx還原為N?和H?O。
適用:中型燃煤/生物質(zhì)鍋爐,脫硝效率50%~70%,設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較低。
缺點(diǎn):對(duì)溫度敏感,需精準(zhǔn)控制噴氨點(diǎn);氨逃逸可能造成二次污染。
選擇性催化還原(SCR)
原理:在煙氣中噴入氨/尿素,通過(guò)催化劑(溫度范圍250~400℃)高效還原NOx,脫硝效率可達(dá)80%~90%。
適用:排放要求嚴(yán)格的燃?xì)忮仩t或小型燃煤鍋爐。
缺點(diǎn):催化劑成本高,系統(tǒng)復(fù)雜,需定期維護(hù),適合空間充足的鍋爐房。
組合工藝
SNCR+SCR:結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì),提高脫硝效率(可達(dá)80%以上),減少催化劑用量。
LNB+SNCR:先通過(guò)低氮燃燒降低NOx生成,再用SNCR進(jìn)一步處理。
排放標(biāo)準(zhǔn):
國(guó)內(nèi)小型鍋爐需滿(mǎn)足《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13271-2014),重點(diǎn)地區(qū)NOx限值150~200 mg/m3(燃煤)、100~150 mg/m3(燃?xì)猓?/p>
若地方標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)(如京津冀要求燃?xì)忮仩tNOx<30 mg/m3),需選擇SCR或高效SNCR。
燃料類(lèi)型:
燃?xì)忮仩t:NOx以熱力型為主,優(yōu)先采用LNB或SCR。
燃煤/生物質(zhì)鍋爐:NOx以燃料型為主,可選用SNCR或氧化法。
經(jīng)濟(jì)性:
低氮燃燒改造成本最低(1~5萬(wàn)元),SCR成本最高(10~50萬(wàn)元)。
運(yùn)行成本:SCR需定期更換催化劑,SNCR依賴(lài)尿素/氨水消耗。
空間限制:
SCR需安裝催化反應(yīng)器,小型鍋爐可能空間不足;SNCR僅需噴槍和儲(chǔ)罐,更緊湊。
煙氣檢測(cè):分析NOx濃度、煙氣量、溫度等參數(shù)。
工藝設(shè)計(jì):根據(jù)數(shù)據(jù)選擇技術(shù),確定還原劑噴射點(diǎn)、催化劑型號(hào)等。
設(shè)備安裝:注意噴氨均勻性、催化劑防堵、防腐措施。
調(diào)試優(yōu)化:調(diào)整噴氨量、溫度控制,避免氨逃逸或效率不足。
運(yùn)維管理:定期清理催化劑、檢查噴槍?zhuān)O(jiān)測(cè)排放數(shù)據(jù)。
安全:氨水/尿素儲(chǔ)存需防泄漏,燃?xì)忮仩t防爆。
二次污染:控制氨逃逸(<3 ppm),廢水需處理。
脫硫技術(shù)主要分為濕法、干法、半干法,適用于不同場(chǎng)景:
技術(shù)類(lèi)型 | 代表工藝 | 脫硫效率 | 適用場(chǎng)景 | 優(yōu)缺點(diǎn) |
---|---|---|---|---|
濕法 | 石灰石-石膏法 | 95%~99% | 大型燃煤電廠、鋼鐵燒結(jié)機(jī) | 效率高,副產(chǎn)物可商用;但投資大,廢水處理復(fù)雜 |
氨法脫硫 | 95%~99% | 化工、焦化行業(yè) | 副產(chǎn)物硫酸銨可作肥料;但氨逃逸需控制 | |
半干法 | 循環(huán)流化床(CFB) | 80%~90% | 中小鍋爐、垃圾焚燒 | 投資較低,無(wú)廢水;但鈣硫比高,廢渣多 |
干法 | 活性炭/活性焦吸附 | 80%~90% | 焦化、鋼鐵、低硫煤 | 可協(xié)同脫硝;但吸附劑成本高,再生復(fù)雜 |
鈉基干法 | 70%~85% | 燃?xì)忮仩t、生物質(zhì)鍋爐 | 設(shè)備簡(jiǎn)單,適合小規(guī)模;但運(yùn)行成本較高 |
選擇建議:
大型燃煤電廠?→ 優(yōu)先選擇石灰石-石膏濕法(成熟、高效)。
中小鍋爐或垃圾焚燒?→?循環(huán)流化床(CFB)半干法(投資低,無(wú)廢水)。
焦化、鋼鐵行業(yè)?→?氨法脫硫或活性炭吸附法(可資源化副產(chǎn)物)。
燃?xì)饣虻土蛉剂?/strong>?→?鈉基干法(簡(jiǎn)單靈活)。
脫硝技術(shù)主要包括低氮燃燒(LNB)、SNCR、SCR、氧化法等:
技術(shù)類(lèi)型 | 反應(yīng)溫度 | 脫硝效率 | 適用場(chǎng)景 | 優(yōu)缺點(diǎn) |
---|---|---|---|---|
SCR | 300~400℃ | 80%~90% | 燃煤電廠、化工、玻璃窯爐 | 效率高,但催化劑昂貴,需控制氨逃逸 |
SNCR | 850~1100℃ | 30%~50% | 垃圾焚燒、水泥窯、中小鍋爐 | 投資低,但效率低,氨逃逸高 |
氧化法 | 常溫 | 80%~95% | 低溫?zé)煔猓?lt;200℃)、鋼鐵燒結(jié) | 適合低溫?zé)煔?,但氧化劑(如臭氧)成本?/td> |
LNB | 燃燒優(yōu)化 | 10%~30% | 所有燃燒設(shè)備(需配合其他技術(shù)) | 成本低,但單獨(dú)使用難以滿(mǎn)足超低排放 |
選擇建議:
燃煤電廠、大型工業(yè)爐窯?→?SCR(高效穩(wěn)定,需配套氨噴射系統(tǒng))。
垃圾焚燒、水泥窯?→?SNCR(適合高溫?zé)煔?,成本低)?/p>
鋼鐵燒結(jié)、低溫?zé)煔?/strong>?→?氧化法(臭氧/氯基)或低溫SCR。
燃?xì)忮仩t?→?低氮燃燒(LNB)+ SCR組合(滿(mǎn)足超低排放)。
排放標(biāo)準(zhǔn):
超低排放(SO?<35mg/m3、NOx<50mg/m3)→?濕法+SCR。
一般排放 →?半干法+SNCR。
煙氣特性:
高溫?zé)煔猓?gt;300℃)→?SCR。
低溫?zé)煔猓?lt;200℃)→?氧化法或低溫SCR。
經(jīng)濟(jì)性:
預(yù)算有限 →?SNCR+半干法。
副產(chǎn)物需利用 →?氨法脫硫或石膏法。
運(yùn)行維護(hù):
復(fù)雜系統(tǒng)(如濕法)需專(zhuān)業(yè)運(yùn)維,小企業(yè)可選干法/半干法。
行業(yè) | 推薦技術(shù) |
---|---|
燃煤電廠 | 石灰石-石膏濕法 + SCR |
鋼鐵燒結(jié) | 活性炭吸附法 / 氧化法 + 濕法 |
垃圾焚燒 | SNCR + 半干法(CFB) |
焦化行業(yè) | 氨法脫硫 + SCR |
燃?xì)忮仩t | 低氮燃燒 + 鈉基干法 / 小型SCR |
最終建議:
先進(jìn)行煙氣成分分析(SO?、NOx濃度、溫度、含氧量等)。
結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求選擇合規(guī)技術(shù)。
考慮長(zhǎng)期運(yùn)行成本(如催化劑更換、吸收劑消耗)。
SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原)是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的脫硝技術(shù)之一,尤其在燃煤電廠、燃?xì)廨啓C(jī)、船舶和工業(yè)鍋爐等領(lǐng)域。其主要優(yōu)勢(shì)包括:
SCR系統(tǒng)在最佳運(yùn)行條件下,NOx(氮氧化物)去除率通常超過(guò)?80%~95%,遠(yuǎn)高于其他脫硝技術(shù)(如SNCR)。
適用于嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如中國(guó)超低排放要求NOx<50mg/m3,歐盟<200mg/m3)。
適用于?燃煤、燃?xì)?、燃油、生物質(zhì)?等多種燃料的燃燒排放。
可處理高濃度NOx煙氣(如燃煤電廠、鋼鐵廠、水泥廠等)。
催化劑可針對(duì)不同煙氣成分(如含硫、含塵)進(jìn)行優(yōu)化。
SCR自20世紀(jì)70年代開(kāi)始商用,技術(shù)成熟度高,全球應(yīng)用案例豐富。
系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,維護(hù)成本相對(duì)較低。
主要反應(yīng):NOx + NH?(尿素/氨水)→ N?(氮?dú)猓?+ H?O,生成物為無(wú)害的氮?dú)夂退?/p>
相比SNCR(非催化還原),SCR的氨逃逸(NH?泄漏)更低,減少對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染。
部分SCR催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)可同時(shí)促進(jìn)?二噁英(Dioxin)?和?汞(Hg)?的氧化脫除。
與靜電除塵(ESP)、濕法脫硫(WFGD)等組合,形成高效多污染物協(xié)同控制體系。
SCR催化劑最佳工作溫度通常在?300~400℃,適合布置在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間(高塵段),無(wú)需額外加熱。
也可用于低溫SCR(如燃?xì)廨啓C(jī)尾氣、玻璃窯爐等)。
技術(shù) | 脫硝效率 | 溫度要求 | 氨逃逸 | 適用場(chǎng)景 |
---|---|---|---|---|
SCR | 80%~95% | 300~400℃ | 低 | 高要求、大型電廠/工業(yè) |
SNCR | 30%~70% | 850~1100℃ | 高 | 中小型鍋爐、改造項(xiàng)目 |
電力行業(yè):燃煤電廠、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠
工業(yè)鍋爐:鋼鐵、水泥、玻璃、化工
移動(dòng)源:船舶柴油機(jī)、柴油車(chē)(加裝SCR系統(tǒng))
SCR脫硝技術(shù)憑借高效率、成熟可靠、環(huán)保友好等優(yōu)勢(shì),成為全球主流NOx控制方案,尤其適合對(duì)排放要求嚴(yán)格的行業(yè)。但其初始投資較高(催化劑成本占比較大),需結(jié)合具體項(xiàng)目需求選擇。
]]>來(lái)源:鍋爐燃燒過(guò)程中,燃料中的氮元素與空氣中的氧在高溫下反應(yīng)生成NO?(包括NO、NO?等),尤其是高溫燃燒時(shí)熱力型NO?顯著增加。
危害:NO?是大氣污染的主要成分之一,會(huì)導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧,危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。
原理:在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入還原劑(氨水或尿素),將NO?還原為N?和H?O。
反應(yīng)溫度:通常為300-400℃(中高溫SCR)。
脫硝效率:可達(dá)80%-95%。
關(guān)鍵設(shè)備:
噴氨系統(tǒng)(AIG)
催化反應(yīng)器
催化劑層
優(yōu)點(diǎn):效率高,技術(shù)成熟。
缺點(diǎn):催化劑易中毒(如砷、堿金屬),需定期更換。
原理:在高溫區(qū)(900-1100℃)直接噴入還原劑(尿素或氨水),無(wú)催化劑參與反應(yīng)。
脫硝效率:約30%-70%。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單,投資低。
缺點(diǎn):效率較低,對(duì)溫度敏感,氨逃逸風(fēng)險(xiǎn)高。
原理:通過(guò)改進(jìn)燃燒方式(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO?生成。
優(yōu)點(diǎn):無(wú)需額外化學(xué)藥劑,運(yùn)行成本低。
缺點(diǎn):脫硝效率有限(通常30%-50%),需與其他技術(shù)配合使用。
排放要求:根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)選擇(如中國(guó)超低排放要求NO?<50mg/m3)。
鍋爐類(lèi)型:煤粉爐、循環(huán)流化床(CFB)、燃?xì)忮仩t等適用技術(shù)不同。
經(jīng)濟(jì)性:SCR投資高但效率高,SNCR適合中小鍋爐改造。
空間限制:SCR需預(yù)留反應(yīng)器安裝空間。
催化劑管理:定期清灰、檢測(cè)活性,防止堵塞或失效。
氨逃逸控制:避免過(guò)量噴氨造成二次污染。
系統(tǒng)協(xié)同:與除塵(如電除塵)、脫硫(如濕法脫硫)設(shè)備配合運(yùn)行。
原理:在催化劑(如V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-WO<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>)作用下,向煙氣中噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),使NO<sub>x</sub>轉(zhuǎn)化為N<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
適用溫度:300~400℃(通常布置在鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前)。
優(yōu)點(diǎn):脫硝效率高(可達(dá)90%以上),技術(shù)成熟,應(yīng)用最廣。
缺點(diǎn):催化劑昂貴,易中毒(如砷、堿金屬),NH<sub>3</sub>逃逸可能造成二次污染。
原理:在高溫(900~1100℃)下直接噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),無(wú)需催化劑,NO<sub>x</sub>被還原為N<sub>2</sub>。
反應(yīng)式:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
適用溫度:需嚴(yán)格控制溫度窗口(溫度過(guò)低反應(yīng)不完全,過(guò)高NH<sub>3</sub>會(huì)被氧化成NO)。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單,投資低,適合中小型鍋爐。
缺點(diǎn):脫硝效率較低(30%~70%),氨逃逸率高。
原理:通過(guò)優(yōu)化燃燒方式(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO<sub>x</sub>生成。
主要方法:
空氣分級(jí)燃燒:控制燃燒區(qū)氧濃度,抑制NO<sub>x</sub>生成。
燃料分級(jí)燃燒:先燃燒部分燃料,再補(bǔ)燃剩余燃料,降低峰值溫度。
煙氣再循環(huán)(FGR):將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
優(yōu)點(diǎn):成本低,適用于新建或改造鍋爐。
缺點(diǎn):?jiǎn)为?dú)使用脫硝效率有限(30%~50%),通常需配合SCR/SNCR。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(同時(shí)可能發(fā)生副反應(yīng)如SO?氧化生成SO?)。
液氨儲(chǔ)罐 → 蒸發(fā)器 → 氣氨緩沖罐 → 稀釋風(fēng)機(jī) → 混合器 → 噴氨格柵 ↓ 煙氣(含NO?)→ SCR反應(yīng)器 → 凈煙氣排放
如需進(jìn)一步細(xì)節(jié)(如催化劑選型、氨逃逸控制等),可針對(duì)具體環(huán)節(jié)展開(kāi)說(shuō)明。
]]>在?超低排放?體系中,煙氣脫硝(DeNOx)?是實(shí)現(xiàn) NOx(氮氧化物)超低排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其重中之重可歸納為?技術(shù)選擇、系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化、運(yùn)行穩(wěn)定性?三大核心方向。以下是具體要點(diǎn):
行業(yè) | 脫硝難點(diǎn) | 解決方案 |
---|---|---|
火電 | 高粉塵、寬負(fù)荷波動(dòng) | 高溫 SCR+智能?chē)姲?/td> |
鋼鐵燒結(jié) | 低溫(120~180℃)、高硫 | 低溫 SCR 或臭氧氧化 |
水泥窯 | 高堿金屬含量 | 抗中毒催化劑+SNCR/SCR 聯(lián)用 |
超低排放是系統(tǒng)工程,脫硝需在?“前端燃燒控制(低氮燃燒)+末端治理”?的框架下統(tǒng)籌優(yōu)化,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的平衡。