脫硫部分(以濕法石灰石-石膏法為例)
煙氣監(jiān)測單元:實時監(jiān)測入口/出口SO?、O?濃度、煙氣流量等參數(shù)。
吸收塔控制:自動調(diào)節(jié)石灰石漿液噴淋量、pH值(通??刂圃?.0-5.5)、液位高度。
氧化風機控制:根據(jù)漿液中亞硫酸鹽濃度調(diào)節(jié)風量,確保充分氧化為石膏。
石膏脫水系統(tǒng):自動控制真空皮帶機轉(zhuǎn)速、濾餅厚度等。
脫硝部分(以SCR選擇性催化還原法為例)
噴氨控制系統(tǒng):根據(jù)NO?濃度和煙氣量動態(tài)調(diào)節(jié)氨氣/尿素噴射量(NH?/NO?摩爾比通常1.0-1.2)。
催化劑溫度監(jiān)控:維持反應溫度在300-400℃(避免催化劑中毒或堵塞)。
稀釋風機控制:確保氨氣與煙氣均勻混合。
公用自動化模塊
PLC/DCS系統(tǒng):集成控制邏輯(如PID調(diào)節(jié))、數(shù)據(jù)采集(SCADA)、報警聯(lián)鎖。
CEMS系統(tǒng):連續(xù)排放監(jiān)測,數(shù)據(jù)上傳至環(huán)保部門。
前饋-反饋復合控制
前饋:根據(jù)鍋爐負荷、燃煤硫分預測SO?生成量,提前調(diào)整漿液量。
反饋:根據(jù)出口SO?實測值微調(diào)(如PID算法)。
噴氨優(yōu)化控制
采用模型預測控制(MPC)或神經(jīng)網(wǎng)絡算法,解決NO?分布不均導致的噴氨過量/不足問題。
節(jié)能優(yōu)化
在低負荷時段降低循環(huán)泵頻率或停用部分噴淋層。
參數(shù) | 脫硫系統(tǒng) | 脫硝系統(tǒng) |
---|---|---|
去除效率 | >95% SO? | >85% NO? |
能耗占比 | 約1.5%廠用電 | 約0.8%廠用電 |
自動化投運率 | ≥98% | ≥95% |
SCR(選擇性催化還原)和SNCR(選擇性非催化還原)是兩種常用的煙氣脫硝技術(shù),主要用于降低燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等排放的氮氧化物(NO?)。它們的異同點如下:
還原劑相同:
均使用氨(NH?)或尿素(CO(NH?)?)作為還原劑,將NO?還原為氮氣(N?)和水(H?O)。
目標一致:
均用于減少煙氣中的NO?排放,滿足環(huán)保要求。
反應原理相似:
核心反應均為NO?與還原劑發(fā)生氧化還原反應,生成無害的N?和H?O。
對比項 | SCR | SNCR |
---|---|---|
催化作用 | 需要催化劑(如V?O?-WO?/TiO?) | 無需催化劑,依賴高溫下的自由基反應。 |
反應溫度 | 中低溫(300–400℃) | 高溫(850–1100℃) |
脫硝效率 | 高(80–90%以上) | 較低(30–70%) |
設備復雜性 | 復雜(需催化反應器、吹灰系統(tǒng)等) | 簡單(僅需噴射系統(tǒng)) |
投資與運行成本 | 高(催化劑成本高,需定期更換) | 低(無催化劑,但還原劑用量大) |
適用場景 | 大型電廠、高排放標準項目 | 中小型鍋爐、改造項目或低排放要求場景 |
氨逃逸風險 | 較低(催化劑促進充分反應) | 較高(高溫區(qū)停留時間短,易未反應完全) |
空間要求 | 需預留催化反應器空間 | 僅需噴射裝置,空間需求小 |
SCR:適合排放標準嚴格、長期運行的大型設施,盡管投資高,但效率穩(wěn)定。
SNCR:適合空間受限、預算有限的中小型項目,但對溫度窗口敏感,效率波動較大。
兩種技術(shù)也可結(jié)合使用(如SNCR+SCR混合工藝),以平衡成本與效率。
來源:鍋爐燃燒過程中,燃料中的氮元素與空氣中的氧在高溫下反應生成NO?(包括NO、NO?等),尤其是高溫燃燒時熱力型NO?顯著增加。
危害:NO?是大氣污染的主要成分之一,會導致酸雨、光化學煙霧,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。
反應溫度:通常為300-400℃(中高溫SCR)。
脫硝效率:可達80%-95%。
關(guān)鍵設備:
噴氨系統(tǒng)(AIG)
催化反應器
催化劑層
優(yōu)點:效率高,技術(shù)成熟。
缺點: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),無催化劑參與反應。
脫硝效率:約30%-70%。
優(yōu)點:設備簡單,投資低。
缺點:效率較低,對溫度敏感,氨逃逸風險高。
原理:通過改進燃燒方式(如分級燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO?生成。
優(yōu)點:無需額外化學藥劑,運行成本低。
缺點: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?shù)丨h(huán)保標準選擇(如中國超低排放要求NO?<50mg/m3)。
鍋爐類型:煤粉爐、循環(huán)流化床(CFB)、燃氣鍋爐等適用技術(shù)不同。
經(jīng)濟性:SCR投資高但效率高,SNCR適合中小鍋爐改造。
空間限制:SCR需預留反應器安裝空間。
催化劑管理:定期清灰、檢測活性,防止堵塞或失效。
氨逃逸控制:避免過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)設備配合運行。
目前,市場上較為主流的煙氣脫硝技術(shù)如下:
選擇性催化還原(SCR):是目前市場上技術(shù)成熟、應用廣泛用的脫硝技術(shù),通過在催化劑的作用下,使用氨或尿素作為還原劑將NOx還原為對大氣無害的氮氣和水。SCR技術(shù)脫硝效率較高,但投資和運行成本也相對較高。
選擇性非催化還原(SNCR):與SCR相比,SNCR技術(shù)不需要催化劑,而是將還原劑(如氨水或尿素溶液)直接噴入爐膛內(nèi),利用高溫將NOx還原為氮氣和水。SNCR技術(shù)投資和運行成本較低,但脫硝效率也相對較低,適合小容量鍋爐使用。
SNCR+SCR混合技術(shù):結(jié)合了SNCR和SCR技術(shù)的優(yōu)點,通過SNCR技術(shù)進行初步脫硝,然后利用SCR技術(shù)進一步提高脫硝效率。
低氮燃燒技術(shù):通過優(yōu)化燃燒過程來減少NOx的生成,例如通過分級燃燒或使用低氮燃燒器。
臭氧氧化脫硝技術(shù):通過臭氧將NOx氧化為易溶于水的形式,再通過洗滌塔進行脫除,脫硝效率可達90%以上。
濕法脫硝技術(shù):包括堿液吸收法、酸吸收法、絡合吸收法、液相吸收還原法、微生物法、氧化吸收法等,通過不同的化學吸收劑來實現(xiàn)NOx的去除。
活性炭法多污染物協(xié)同控制技術(shù):利用活性炭吸附煙氣中的SO2和H2S等污染物,同時在活性炭表面還原NOx為氮氣。
生物法煙氣脫硝技術(shù):利用微生物降解NOx,適用于中小規(guī)模煙氣脫硝。
低溫等離子體脫硝技術(shù):作為一種新興技術(shù),通過產(chǎn)生非平衡等離子體來分解NOx,具有反應速度快、無二次污染等特點。
多效協(xié)同有機胺脫硝技術(shù):使用多效有機胺作為脫硝劑,適用于解決氨水或尿素用量大、脫硝效率低、氨逃逸嚴重等問題,脫硝效率高,綜合成本低。
其中,當前市場上最為成熟且泛用性最廣的脫硝技術(shù)便是選擇性催化還原(SCR)技術(shù),而脫硝催化劑是SCR技術(shù)的核心部分,決定了SCR系統(tǒng)的脫硝效率和經(jīng)濟性,其建設成本占煙氣脫硝工程成本的20%以上,運行成本占30%以上。
目前在非電行業(yè)市場的應用包括鋼鐵、水泥、焦化、垃圾焚燒、生物質(zhì)發(fā)電、玻璃爐窯等諸多領(lǐng)域的脫硝正大力度推廣實施,新的脫硝技術(shù)以及新型催化劑在不斷的更新迭代。
河北誠譽長期以來專注于SNCR、SCR及SNCR+SCR脫硝技術(shù),在噴槍定位、霧場優(yōu)化、精準噴氨、催化劑效率、還原劑利用率、系統(tǒng)節(jié)能控制方面等有豐富的經(jīng)驗,本著“節(jié)能低耗、降本增效”原則,為眾多排污企業(yè)達成“超低排放、低成本、低投入”的目標。
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