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低温脱硝技术

1.技术原理

公司基于湿法脱硫系统设备的基础上自主研发了组合式脱硫脱硝一体化技术,组合氧化法脱硝主要是利用臭氧的强氧化性,将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收,达到脱除的目的。

我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中 NO的氧化机理进行了研究,对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式,温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验,总结并构建出 O3与 NOX之间详细的化学反应机理,该机理比较复杂。在实际试验中,可根据低温条件下臭氧与 NO的关键反应进行研究。低温条件下,O3与 NO之间的关键氧化反应如下:

烟气中的NO、NO2与臭氧发生反应,生成高价态氮氧化物:

NO+03→NO2+O2 (1)

NO2+O3→NO3+O2 (2)

NO2+NO3→N2O5 (3)

O3→O2+O         (4)

NO+O→NO2 (5)

脱硝吸收主要反应原理如下:

NO+NO2+H2O→2H++2NO2- (6)

2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3- (7)

N2O5+H2O→2H++2NO3- (8)

NO3-+NO→NO2-+NO2 (9)

2H++CO32-→H2O+CO2 (10)

H++OH-→H2O                                    (11)

2.低温脱硫脱硝系统组成

a. 臭氧发生系统:

臭氧发生系统由氧气源、臭氧发生器、电气控制系统、冷却水系统组成。氧气源注入臭氧发生室,在高频高压电场内,氧气转换成臭氧,经温度、压力监测后、控制调节阀,注入混合反应器,与烟气中的NOx混合反应,将不溶入水的NO氧化成NO2、N2O3、 N2O5等易溶于水的高价态氮氧化物。

b. 混合反应器

极短的时间内完成混合反应,提高了臭氧氧化氮氧化物的效率,将烟气中的NO转化成高价态的氮氧化物进入吸收塔。

c .吸收系统

吸收系统设备组成:吸收塔、循环泵、氧化风机、PH值检测、操作平台等组成。

d. 联动控制系统

针对工业锅炉运行工况不稳定,燃料品种多而杂,氮氧化物含量波动大的技术瓶颈,本公司设计了联动控制模块,动态控制臭氧注入量,能够较精确地控制氮氧化物的排放量,避免臭氧逃逸。

 低温脱硝技术的优势

运行稳定可靠,无需每次维修要做防腐,维护费用低;

脱硫效率高达95%以上,能将高含硫量的烟气排放绝对值控制在100mg/Nm³以下,脱硝的去除率可自行设定,能做到精确50mg/Nm³;

脱硫、脱硝过程都在除尘器后进行,不影响锅炉运行,避免了除尘器堵塞,不会影响除尘器的 使用寿命,确保整套锅炉系统的稳定运行;

填补了国内臭氧脱硝技术的空白,达到国际先进技术水平。

设备采用组合氧化脱硝一塔式结构,改变了国内外脱硫脱硝设备分体结构的繁杂设置、甚至无废水处理系统的状况。

采用臭氧气相氧化的方式,大幅降低运行成本要求高的地区,可将NOX排放值控制在50mg/m3 以下。

针对工业锅炉运行工况不稳定,燃料品种多而杂,烟气中氮氧化物含量不稳定的难题,设置联动控制模块,动态控制臭氧注入量,确保排放烟气中硫、硝含量达标,节能安全。

设备的设计有前瞻性,预留了增加臭氧反应器的位置,如需提高排放标准,只要在原设备旁增加臭氧发生器即可满足脱除率,无需对原结构进行破坏性改造,大幅度节省了用户的设备投资。


各种NOx控制技术的技术经济性比较表


技术名称

SCR

SNCR

组合氧化法

还原剂

NH3为主

氨水或尿素溶液

臭氧和双氧水

反应温度

300~400℃

850~1100℃

50-200℃

反应器

需要建设

不需要

不需要

脱硝效率

80-95%

15-60%

70~95%

催化剂

需要,且定期

更换,价格贵

不需要

不需要

还原剂喷射位置

多选择于省煤器
与空气预热器之间

炉膛或炉膛出口

不需要

SO2/SO3转化

NH3逃逸

3~5ppm

10~15ppm

对燃烧设备影响

NH3 SO3易形
NH4HSO4
造成堵塞或腐蚀

几乎没有影响

没有影响

系统压损

1000pa左右

燃料影响

高灰分会磨耗
催化剂,碱金属氧化物会钝化催化剂(催化剂中毒)

燃烧设备效率影响

降低热效率

煤焦油影响

煤焦油导致催化剂堵塞,并覆盖催化剂表面活性成分,造成催化剂失效

占地面积

投资

中等

运行费用

中等