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鍋爐煙氣如何脫硝

一、脫硝工藝簡述

1、脫硝工藝介紹

 氮氧化物(NOx)是在燃燒工藝過程中由于氮的氧化而產生的氣體,它不僅人的呼吸系統,損害動植物,破壞臭氧層,而且也是引起溫室效應、酸雨和光化學反應的主要物質之一

 。世界各地對NOx的排放限要求都趨于嚴格,而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NOx氣體排放的主要來源,其減排更是受到格外的重視。

 目前全世界降低電廠鍋爐NOX排放行之的主要方法大致可分為以下四種:

 (1)低氮燃燒技術,即在燃燒過程中控制氮氧化物的生成,主要適用于大型燃煤鍋爐等;低NOX燃燒技術只能降低

NOX 排放值的30~50,要進一步降低NOX 的排放, 須采用煙氣脫硝技術。

 (2)選擇性催化還原技術(SCR, SelectiveCatalyticReduction),主要用于大型燃煤鍋爐,是目前我國煙氣脫硝技術中應用多的;

 (3)選擇性非催化還原技術(SNCR,SelectiveNon-CatalyticReduction),主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐,技術成熟,但其效率低于SCR法;投資小,建設周期短。

 (4)選擇性催化還原技術(SCR)+選擇性非催化還原技術(SNCR),主要用于大型燃煤鍋爐低NOx排放和場地受限情況,也比較適合于舊鍋爐改造項目。信成公司將采用選擇性非催化還原法(SNCR)技術來降低電廠鍋爐NOx排放。為此,將電廠SNCR脫硝法介紹如下:

2、選擇性非催化還原法(SNCR)技術介紹

1)

SNCR脫硝簡述

SNCR 脫硝技術是一種較為成熟的商業性 NOx控制處理技術。SNCR 脫硝方法主要是將還原劑在850~1150 ℃ 溫度區域噴入含

NOx 的燃燒產物中, 發生還原反應脫除 NOx , 生成氮氣和水。SNCR 脫硝在實驗室試驗中可達到 90以上的 NOx脫除率。在大型鍋爐應用上,

短期示范期間能達到75的脫硝效率。SNCR 脫硝技術是 20世紀 70 年代中期在日本的一些燃油、燃氣電廠開始應用的, 80

年代末歐盟國家一些燃煤電廠也開始了SNCR 脫硝技術的工業應用, 美國 90 年代初開始應用 SNCR 脫硝技術, 目前世界上燃煤電廠SNCR

脫硝工藝的總裝機容量在 2GW 以上。

 本工程SNCR 脫硝系統選用的脫硝劑是氨水。將氨水稀釋成一定比例的稀氨水, 用輸送泵送至爐前噴槍。

2)SNCR工作原理

選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝是將含有 NHx 基的還原劑(如氨氣、

氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為850℃-1150℃的區域,還原劑通過安裝在屏式過熱器區域的噴槍噴入,該還原劑迅速熱分解成 NH3和其它副產物,隨后 NH3

與煙氣中的 NOx 進行 SNCR 反應而生成N2和H2O。

3)SNCR系統組成

本方案采用典型的SNCR脫硝工藝,其系統主要由本系統主要包括:卸氨模塊(還原劑制備模塊)、還原劑儲存模塊、濃度調整(稀釋)模塊、計量分配模塊、噴射模塊以及SNCR控制模塊等六部分組成。

4)SNCR工藝流程

SNCR 的典型工藝流程為:還原劑—>鍋爐/窯爐(反應器)—>除塵脫硫裝置—>引風機—>煙囪。還原劑以氨水(尿素溶液)為

主,20 氨水溶液(或尿素需增加制備模塊制成尿素溶液)經輸送化工泵送至靜態混合器,與稀釋水模塊送過來的軟化水進行定量的混合配比,通過計量分配裝置分配到 每個噴槍,然后經過噴槍噴入爐膛,實現脫硝反應。如下圖所示:

5)SNCR反應過程

 

1、NH3 作為還原劑:

 

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

 

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

 

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

 

2、尿素作為還原劑:

 

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O

 

CO(NH2)2+ H2O—>2NH3+CO2

 

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

 

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

 

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

 

6) SNCR技術特點

 

l SNCR技術特點:

 

1、脫硝效率可達75。

 

2、氨逃逸較高8~12ppm。

 

3、系統簡單,投資省。

 

4、無催化劑,運行費用省。

 

5、占地面積小。

 

l SNCR技術投資成本低,建設周期短,脫硝效率中等,比較適用于缺少資金的發展中國家和適用于對現有中小型鍋爐的改造。這種技術的不足之處就是 NOx的脫除效率不高,氨逃逸比較高。所以單獨使用 SNCR技術受到了一些限。但對于中小型機組或老機組改造,由于它在經濟性能方面的優勢,仍不失其吸引力。

 

l SNCR法不使用催化劑,采用爐膛噴射脫硝,氨還原NOx在850-1150℃這一狹窄溫度范圍內進行。噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應充分進 行、使用少量氨達到好效果的重要條件。若噴入的氨未充分反應,則泄漏的氨會影響鍋爐爐尾部受熱面,不僅使煙氣飛灰容易沉積在受熱面,且煙氣中氨遇到三 氧化硫會生成硫酸氨,易堵塞空氣預熱器,并有腐蝕危險。

 

目前,國外對 SNCR的研究除了進一步提高其效率和安全性之外,另一個是對 SNCR和其它脫硝技術的聯合應用的研究。

 

7)工藝流程簡圖(氨水或尿素為還原劑)


3 SNCR工藝的經濟性分析

 

SNCR工藝以鍋爐爐膛為反應器,可通過對鍋爐外圍的改造來實現對煙氣的脫硝,工程建設周期短,其投資 成本和運行成本與其它脫硝技術相比都是比較低的,因此非常適合對現有鍋爐進行改造,特別適合于中小型鍋爐的脫硝改造。一方面在較低投資條件下有效提高了脫 硝的效率,另一方面,也很好的控制了氨逃逸,為國家環保事業做出了貢獻。

 

4、氨水泄漏等防護措施

 

4.1濃氨水對人體的危害及防范措施和處理

 

氨 水對人體的侵入途徑為吸入和食入,吸入后對鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、氣短和哮喘等;可因喉頭水腫而窒息死亡;可發生肺水腫,引起死亡。氨水濺入眼內, 如不采取急救措施,可造成角膜潰瘍、穿孔,并進一步引起眼內炎癥,終導致眼球萎縮失明。皮膚接觸可致灼傷。慢性影響,反復低濃度接觸。 皮膚反復接觸,可致皮炎,表現為皮膚干燥、癢、發紅。

 

防護措施:呼吸系統防護,可能接觸其蒸氣時,應該佩戴防毒面具;緊急事態搶救或逃生時,建議佩戴自給式呼吸器。眼睛防護,戴化學安全防護眼睛。穿防護服,戴防化學品手套。工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作后,淋浴更衣,保持良好的衛生習慣。

 

一 旦氨水沾污皮膚,先用清水或2的食醋液沖洗,至少15分鐘。若有灼傷,就醫治療。若皮膚局部出現紅腫、水泡,可用2食醋液沖洗。如果眼睛接觸,立即提 起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15 分鐘?;蛴?硼酸溶液沖洗,立即就醫。如果吸入,迅速脫離現場至空氣新鮮處,保持呼吸暢通。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時,立即進行人工呼吸,就醫。若 鼻粘膜受到強烈的刺激,可滴入1的麻黃素溶液,重者應吸入糜蛋白酶。誤服者立即漱口,口服稀釋的醋或檸檬汁,就醫。

 

4.2、泄漏應急處理

 

泄 漏量較大,應停運脫硝系統。疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,在明顯處張貼通告,告知其他人本區域有氨泄漏。建議應急處理人員戴自給 式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,在確保安全情況下堵漏。用大量水沖洗,經稀釋的氨水放入廢水系統。用沙土、石頭或其它惰性材料吸收,然后以 少量加入大量水中,調節至中性,再放入廢水系統。如大量泄漏,利用圍堤收容,然后收集、轉移、回收或無害處理后廢棄。應采用便攜式氨檢測器,檢查并確認空 氣中的氨濃度低于20ppm。

 

4.3、氨區管理要求

 

a、氨區周圍墻完整,并掛有“嚴禁煙火”等明顯的警告標示牌。氨區內要保持清潔,不準儲存其它易燃品和堆放雜物,不準搭建臨時建筑。

 

b、氨區周圍消防通道要保持暢通。禁止任何車輛進入氨區。

 

c、氨區須配備足夠數量的滅火器,氨罐噴淋系統要定期進行檢查試驗。滅火器要定期進行檢驗,發現失效要及時更換。

 

d、在氨區進行作業的人員須持有上崗證,應充分掌握氨區系統設備并了解氨氣的性質和有關的防火、防爆規定,向作業人員提供安全防護裝置(防護手套、護目鏡、能過濾氨的面罩、防護服等)并定期維護。

 

e、在現場應備有洗眼、快速沖洗裝置。

 

f、氨區卸氨時要有專人就地檢查,發現跑、冒、漏立即進行處理。嚴禁在雷雨天和附近地區發生火警時進行卸氨工作。

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