SCRSNCRNCR臭氧脱硝技术比对
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对(参考仅供)
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于•OH、•HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NOx
、N2O5
传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化
物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化
吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术
1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投
1、喷嘴下方水冷壁腐蚀严重。
2、空预器、过热器、省煤器积灰严重,影响锅炉对锅炉影响较大较小出力,
降低热效率
3、灰斗积灰渣严重。
4、影响布袋除尘器除尘效果,降低布袋使用寿命。
PNCR法避免了以上缺点。
SNCR法脱硝率一般30%-50%,并随运行时间加长降低;达不3mg/Nm以下排放标准;PNCR法脱硝率一般80%-90%,由于采用高分子材料不受运行时
间影响脱硝率。
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析(成本,运行成本,优缺点)
催化剂还原剂系统压力损
失
反应剂喷射位置SO2/SO3 氧化
SCR 使用(成份主为
TiO2,V2O5,WO3)
尿素或NH3
增大
多选择于省煤器与SCR
反应器间烟道内会
SNCR不使用尿素或NH3无通常炉膛内喷射
不会
NH3 逃逸
除NOX温度NOx脱除效率投资成本NOx脱除运行成本除NOX终产物
<3ppm
300~400℃80~95 %~250元/kw~2分 /kwh氮气和水
5~10ppm
950~1050℃30~50%~50元/kw~0.3分 /kwh 氮气、CO2和
水
SCR和SNCR的区别
下游设备造成影响
对空气预热器影响燃料的影响锅炉的影响
造成空预器堵塞
催化剂中的V、Mn、Fe等多
种金属会对SO2 的氧化起催
化作用,SO2/SO3氧化率较
高,而NH3 与SO3 易形成
NH4HSO4 造成堵塞或腐蚀
高灰分会磨耗催化
剂,碱金属氧化物
会使催化剂钝化
受省煤器出口烟气
温度的影响
无不会造成堵塞或腐蚀无影响
受炉膛内烟气流速
、温度分布及NOx分
布的影响
区别
预留空间设备占地面积安装设备检修、维护
需要大(需增加大型催化
剂反应器和供氨或尿
素系统)
时间长麻烦
不需要小( 锅炉无需增加催
化剂反应器)时间短简单。
烟气脱硝技术方案的对比
烟气脱硝技术方案的对比烟气脱硝技术是治理大气污染的关键措施之一,能够有效降低烟气中的氮氧化物(NOx)排放,减少对大气的污染。
目前,烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方法。
下面将对这两种技术方案进行对比分析。
首先是SCR技术,它使用催化剂将氨气(NH3)和烟气中的NOx进行催化反应,生成无害的氮气和水。
SCR技术具有高脱硝效率、广泛适用性和成熟的工艺流程等优点。
其污染物排放浓度可在10毫克/立方米以下,脱硝效率可达90%以上。
此外,SCR技术在高温烟气环境下具有较好的稳定性,适用于火电厂、炉窑等大规模烟气脱硝场合。
但SCR技术也存在一些问题。
首先,该技术需要额外添加氨气作为还原剂,增加了运行成本。
其次,SCR催化剂的使用寿命受到积灰、硫酸盐腐蚀等因素的影响,需要定期维护和更换,增加了设备运行的复杂性和费用。
此外,SCR技术对烟气中的氧气含量和温度要求较高,如果不满足要求,会影响脱硝效率。
另一种技术方案是SNCR技术,它通过直接添加氨水(NH4OH)或尿素溶液到烟气中,使其中的NOx在高温下发生非催化还原反应,生成氮气和水。
SNCR技术具有投入成本低、操作简便的特点。
它适用于小型燃煤锅炉、工业炉窑等场合,可以在较短的时间内实现脱硝效果。
然而,SNCR技术也存在问题。
首先,其脱硝效率相对较低,通常在40%至70%之间,无法达到SCR技术的高水平。
其次,SNCR技术对烟气温度的要求较高,一定范围内的温度变化会影响脱硝效率。
此外,SNCR技术对氨水或尿素的溶液浓度、喷射位置和喷射方式等参数也有一定要求,需要认真调节和管理。
综上所述,SCR技术和SNCR技术各有特点,适用于不同的烟气脱硝场合。
对于大型火电厂、炉窑等高温烟气场合,SCR技术具有脱硝效率高、稳定性好的优点,但运行成本较高,需要额外添加氨气和定期维护催化剂。
而对于小型燃煤锅炉、工业炉窑等低温烟气场合,SNCR技术具有投入成本低、操作简便的优点,但脱硝效率相对较低。
脱硫脱硝工艺对比
缺点:
1、NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生,需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。
2、部分Na2SO4的存在CaSO4·H2O↓中也将降低脱水后石膏的品质。
主要应用范围
★建陶行业窑炉烟气脱硫;★中小型工业锅炉烟气脱硫;
半干法脱硫工艺
半干法是利用喷雾干燥原理,将吸收剂以气流输送的方式入吸收塔。在吸收塔内,吸收剂在与烟气中的二氧化硫发上化学反应的同时,吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥,脱硫反应后的废渣以干态排出。?
主要反应方程式如下:
吸收:SO2+H2O→H2SO3
SO3+H2O→H2SO4
中和:CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+CO2+H2O
氧化:CaSO3+1/2O2→CaSO4
结晶:CaSO4+H2O→CaSO4·H2O↓
双碱法脱硫
该工艺是先用碱性吸收液(如Na2CO3、NaOH等)进行脱硫;然后用石灰石或石灰再生吸收液。因气液两相反应充分、溶解度高、反应速度快,因此脱硫效率高。
从锅炉出来的含有粉尘和SO2的烟气,从脱硫塔的底部经过文丘里管上升,进入塔内。生石灰在消化器内加水消化后,在消石灰仓储存。将一定量的消石灰粉和水在文丘里喉口上端加入,在脱硫塔内与烟气混合流动,并与烟气中的SO2反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙。携带反应产物和煤灰的烟气冷却到稍高于露点以上的温度,进入后面的布袋除尘器。反应产物和煤灰被除尘器处理后,通过空气斜槽返回塔内,再次循环参与脱硫反应。脱硫灰通过仓泵输灰至灰仓外排。由于消石灰、煤灰和反应产物多次在脱硫塔和除尘器之间循环,增加了反应时间,消石灰的作用得以充分发挥,用量减少,同时脱硫效率得以提高。
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于•OH、•HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。
脱硝方法技术比较
脱硝方法技术比较公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]脱硝技术对比说明烟气脱硝技术按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按工作介质的不同大致可分为干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝技术两类。
其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、固体吸附法、碳还原法、催化分解法、电子束照射发(EBA)、脉冲电晕等离子体法(PPCP)等;湿法有氧化法、吸附法、生物法等。
目前,世界上较多使用的干法烟气脱硝技术主要是SNCR、SCR以及SNCR和SCR组合技术。
SCR和SNCR技术的基本原理都是利用还原剂NH3在有氧条件下、一定的温度范围内有选择的将废弃中的NOX 还原为N2和水。
不同的是SCR法使用适当的催化剂,操作温度较低;而SNCR法没有催化剂加速反应,故其操作温度较高。
两者对比如下:直接吸收法的脱硝效率很低,一般只用于处理含NO2超过50%的NOX废弃,不使用于燃烧废气脱硝。
目前改进的方法主要从两方面入手,一方面是吸收设备,另一方面是改进工艺条件,有效控制废气中NOX的氧化度,以强化吸收操作。
氧化吸收法是将NO氧化成NO后再用碱液进行吸收。
但缺点是反应吸收吸2收液不能循环利用,尾液处理复杂,难于分离回收,造成运行和处理成本上升,因而限制了氧化吸收法的应用。
微生物吸收法具有工艺设备简单、能耗和处理费用低、无二次污染等优点,但目前还处于研究阶段,未见有工业应用的报道。
液相络合吸收法脱除NO的研究处于试验阶段,未见实际的工业应用。
其他湿法脱硝研究技术,如酸-碱液两步吸收法、尿素和硫代硫酸盐为还原剂的还原吸收法、液膜法和电化学氧化吸收法等。
尚处于试验研究阶段。
脱硫脱硝工艺对比
NH3为还原剂
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
尿素为还原剂
2NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+2H2O
当温度高于1100℃时,NH3则会被氧化为
4NH3+5O2→4NO+6H2O
石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺(单减法)
Ca(OH)2+2HCl →CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HF →CaF2+2H2O
Ca(OH)2+ SO2 →CaSO3+ H2O
Ca(OH)2+ SO2→CaSO3+ H2O
Ca(OH)2+ SO3→CaSO4+ H2O
Ca(OH)2+ SO2+ 1/2O2→CaSO4+ H2O
优点:
1、烟气循环流化床法脱硫效率高,对高硫煤(含硫3%以上)也能达到90%以上的脱硫效率,2、由于床料循环利用,从而提高了吸收剂的利用率;在相同的脱硫效率下;
缺点:
1、主要缺点是对锅炉负荷变化的适应性差;
2、脱硫和除尘相互影响,脱硫系统之后必须再加除尘设备,运行控制要求较高。
3、运行存在塔壁积灰、雾化器堵塞磨损等严重问题。
主要应用范围
★火力发电厂烟气脱硫;★中小型工业锅炉(工况稳定型)烟气脱硫;
半干法脱硫工艺
半干法是利用喷雾干燥原理,将吸收剂以气流输送的方式入吸收塔。在吸收塔内,吸收剂在与烟气中的二氧化硫发上化学反应的同时,吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥,脱硫反应后的废渣以干态排出。?
SCR、SNCR法烟气脱硝技术对比分析
SCR、SNCR法烟气脱硝技术对比分析本文简要介绍了目前我国对于火电机组氮氧化物排放控制要求,燃煤机组烟气脱硝技术背景及两种烟气脱硝主流技术SCR(选择性催化还原法)、SNCR(选择性非催化还原法)脱硝技术的技术原理、性能特点和工艺流程。
分别对以液氨、尿素为原料的SCR、SNCR、SCR+SNCR脱硝技术方案工艺参数、工程投资、运行成本等进行对比分析。
对不同工况、场合烟气脱硝技术方案选择提供参考。
标签:SCR;SNCR;烟气脱硝1 概述随着我国经济的发展,在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。
其中,大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人类生存的四大杀手。
燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。
在我国,二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。
为了应对日趋严重的大气环境污染。
新的环保标准出台,《火电厂大气污染物排放标准》GB 13223-2011 2012年1月1日开始实施,环保标准超越欧美现行标准。
从2012年1月1日开始,所有新建火电机组氮氧化物排放量限值为100毫克/立方米;从2014年1月1日开始,所有火电投运机组氮氧化物排放限值为100毫克/立方米,2003年12 月31日以前投产或通过建设项目环境影响报告书审批的燃煤锅炉的排放限值为200毫克/立方米。
我国烟气脱硝项目起步较晚,目前国内运行的烟气脱硝项目所采用的工艺也是引进欧、美、日等发达国家和地区烟气脱硝技术,目前发展迅速。
2 烟气脱硝技术简介火电厂烟气脱硝装置用于脱除烟气中氮氧化物(NOx),目前国内主流的烟气后处理脱硝路线主要包括SCR(选择性催化还原法)和SNCR (选择性非催化还原法)。
该类技术通过将氨(NH3)或其衍生物(如尿素等)作为还原剂喷入烟气中,使还原剂与烟气中的NOx发生还原反应,生成无害的氮气(N2)和水(H2O),从而达到脱除氮氧化物的目的。
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析烟气脱硝技术主要有选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)和选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)两种工艺。
本文将对这两种工艺进行成本、运行成本和优缺点的对比分析。
首先,SCR工艺是一种通过在催化剂的作用下,将氨水或尿素溶液喷入燃烧室,与烟气中的氮氧化物发生反应,将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括:脱硝效率高,可达到95%以上;可在较低温度下进行脱硝,一般为250-400摄氏度;催化剂具有较长的寿命,可达到2-3年;废气中几乎没有生成二噁英等有毒物质。
缺点则包括:昂贵的催化剂成本,催化剂易受到污染物的破坏;需要额外设备供应氨水或尿素溶液;操作和维护成本较高。
其次,SNCR工艺是一种通过在高温区域内直接喷射氨水或尿素溶液,使其与烟气中的氮氧化物发生反应,将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括:设备和运行成本较低,无需催化剂;操作简单,易于实施和维护;适用于燃烧设备的烟气温度较高的情况。
缺点则包括:脱硝效率较低,一般为70-90%;需要保持较高的烟气温度,一般为850-1100摄氏度;SNCR过程中会生成较多的氮氧化物,可能导致大气污染。
在成本方面,SCR工艺的主要成本包括催化剂、氨水或尿素溶液、喷射设备等。
催化剂的成本较高,但可使用较长时间,降低了替换催化剂的频率。
而氨水或尿素溶液的成本相对较低。
SNCR工艺的成本主要包括氨水或尿素溶液、喷射设备等。
由于无需催化剂,因此成本相对较低。
在运行成本方面,SCR工艺的主要运行成本包括催化剂再生和添加氨水或尿素溶液的需求。
催化剂再生可以通过高温氨溶剂、蒸汽或氨气等方法进行。
而SNCR工艺的运行成本则主要包括氨水或尿素溶液的加注,和喷射设备的维护、清洗等。
综上所述,SCR工艺和SNCR工艺各有优缺点。
SCR工艺具有高脱硝效率、低温脱硝和催化剂寿命长等优点,但成本和运行成本较高。
SNCR脱硝技术与臭氧低温氧化技术的对比
关于SNCR工艺与臭氧低温氧化技术的对比
SNCR脱硝技术即选择性非催化还原技术,是一种不用催化剂,在850~1100℃的温度范围内,将含氨基的还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域,且氨水作为还原剂时,其反应方程式为:4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O (1)然而,当温度过高时,也会发生如下副反应:4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O(2)SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%~80%,受锅炉结构尺寸影响很大。
臭氧同时脱硫脱硝主要是利用臭氧的强氧化性将 NO氧化为高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将氮氧化物和二氧化硫同时吸收转化为溶于水的物质,结合尾部湿法洗涤装置,可以同时对SO2和NOX 进行高效脱除,脱硫效率进100%,脱硝效率随O3/NO的增加而得到强化,在O3/NO=0.9时,达到了86.27%的脱硝效率。
与气相中的其他化学物质如CO、So x等相比,NOx可以很快的被臭氧氧化,这就使得NOx的臭氧氧化具有很高的选择性。
因为气相中的NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物,这就使得氧化反应更加完全,从而不可逆地脱除了NOx,而不产生二次污染。
经过氧化反应,加入的臭氧被反应所消耗,过量的臭氧可以在喷淋塔中分解。
除了NOx之外,一些重金属,如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。
烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。
脱硝副产物。
SCR,SNCR和SNCR/SCR烟气脱硝技术的应用及对比
副反应方程式: 2SO2+O2→ 2SO3,
NH3+SO3+H2O→ NH4HSO4。 布置方式:(1)高尘布置:脱硝装置布置在锅炉 的省煤器与空气预热器(以下简称空预器)之间,如 图 1a所示;(2)高温除尘低尘布置:脱硝装置布置在
当温度超过反应温度时,氨会被氧化成 NOx: NH3+O2→ NOx+H2O。
与单一的 SCR技术和 SNCR技术相比,SNCR/
装置出口 NOx排放质量浓度 <100mg/m3。 1.4 SCR,SNCR和 SNCR/SCR脱硝工艺比较
3种烟气脱硝技术的综合对比见表 1。选择烟 气脱硝技术需根据机组的实际情况,综合比较各技 术的优缺点,做到既满足国家环保要求,又不造成资 金浪费。
作用下将烟气中的 NOx还原成 N2 和 H2O。其主要 反应如下。
反应器设计,每台反应器布置一层板式催化剂,采用 声波吹灰器进行吹灰。2014年系统投入运行,脱硝
氨为还原剂: NH3+NOx→ N2+H2O。
尿素为还原剂: CO(NH2)2→ 2NH2+CO, NH2+NOx→ N2+H2O, CO+NOx→ N2+CO2。
6NO2+8NH3→ 7N2+12H2O。 当温度高于温度窗口时,NH3 的氧化反应开始 起主导作用,反而生成 NO,副反应方程式:
4NH3+5O2→ 4NO+6H2O。 河北华电石家庄热电有限公司 4×410t/h锅炉 脱硝改 造 工 程,由 中 国 华 电 科 工 集 团 有 限 公 司 做 EPC总承包。采用颗粒尿素作还原剂[3],系统由尿 素公用区和 SNCR区组成。2014年系统投入运行, 脱硝装置出口 NOx 排放质量浓度 <100mg/m3(标 态,干基,6% O2,下同)。
脱硝方法技术比较
脱硝技术对比说明
烟气脱硝技术按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按工作介质的不同大致可分为干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝技术两类。
其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、固体吸附法、碳还原法、催化分解法、电子束照射发(EBA)、脉冲电晕等离子体法(PPCP)等;湿法有氧化法、吸附法、生物法等。
目前,世界上较多使用的干法烟气脱硝技术主要是SNCR、SCR以及SNCR和SCR组合技术。
SCR和SNCR技术的基本原理都是利用还原剂NH3在有氧条件下、一定的温度范围内有选择的将废弃中的NO X还原为N2和水。
不同的是SCR法使用适当的催化剂,操作温度较低;而SNCR法没有催化剂加速反应,故其操作温度较高。
两者对比如下:
直接吸收法的脱硝效率很低,一般只用于处理含NO2超过50%的NO X废弃,不使用于燃烧废气脱硝。
目前改进的方法主要从两方面入手,一方面是吸收设备,另一方面是改进工艺条件,有效控制废气中NO X的氧化度,以强化吸收操作。
氧化吸收法是将NO氧化成NO2后再用碱液进行吸收。
但缺点是反应吸收吸收液不能循环利用,尾液处理复杂,难于分离回收,造成运行和处理成本上升,因而限制了氧化吸收法的应用。
微生物吸收法具有工艺设备简单、能耗和处理费用低、无二次污染等优点,但目前还处于研究阶段,未见有工业应用的报道。
液相络合吸收法脱除NO的研究处于试验阶段,未见实际的工业应用。
其他湿法脱硝研究技术,如酸-碱液两步吸收法、尿素和硫代硫酸盐为还原剂的还原吸收法、液膜法和电化学氧化吸收法等。
尚处于试验研究阶段。
SCR、SNCR、SNCR4.0脱硝技术优缺点
S C R、S N C R、S N C R4.0脱硝技术优缺点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSCR、SNCR、SNCR4.0脱硝技术对比现今烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
SCR脱硝技术即选择性催化剂还原法,是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂、利用催化剂将烟气中的NOX转化为氮气和水。
SNCR脱硝技术即选择性非催化还原技术,是一种不用催化剂,在850~1100℃的温度范围内,将含氨基的还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。
SNCR和SCR脱硝技术相比较的优缺点:1.SCR使用催化剂,SNCR不使用催化剂。
?2.SNCR参加反应的还原剂除了可以使用氨以外,还可以用尿素。
而SCR烟气温度比较低,尿素必须制成氨后才能喷入烟气中。
?3.SNCR因为没有催化剂,对温度要求严格,温度过低,NOx转化率低;温度过高,NH3则容易被氧化为NOx,抵消了NH3的脱除效率;一方面,降低了脱硝效率,另外一方面,增加了还原剂的用量和成本。
4.SNCR由于反应温度窗的缘故,反应时间以及喷氨点的设置以及切换受锅炉炉膛和/或受热面布置的限制。
5.为了满足反应温度的要求,喷氨控制的要求很高。
喷氨控制成了SNCR的技术关键,也是限制SNCR脱硝效率和运行的稳定性,可靠性的最大障碍。
?6.SNCR氨的泄漏量大,不仅污染大气,而且在燃烧含硫燃料时,由于有(NH4)2SO4形成,会使空气预热器堵塞。
,而SCR控制在2~5ppm。
?7.SNCR由于反应温度窗以及漏氨的限制,脱硝效率较一般为30~50%,对于大型电站锅炉,脱硝效率一般低于40%。
而SCR的脱硝效率在技术上几乎没有上限,只是从性价比上考虑,国外一般性能保证值为90%。
脱硝方法技术比较
脱硝技术对比说明
烟气脱硝技术按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按工作介质
的不同大致可分为干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝技术两类;其中干法包括选择性非催化还原法SNCR、选择性催化还原法SCR、固体吸附法、碳还原法、催化分解法、电子束照射发EBA、脉冲电晕等离子体法PPCP等;湿法有氧化法、吸附法、生物法等;
目前,世界上较多使用的干法烟气脱硝技术主要是SNCR、SCR以及SNCR和SCR组合技
术;SCR和SNCR技术的基本原理都是利用还原剂NH
3
在有氧条件下、一定的温度范围内有选
择的将废弃中的NO
X 还原为N
2
和水;不同的是SCR法使用适当的催化剂,操作温度较低;而
SNCR法没有催化剂加速反应,故其操作温度较高;两者对比如下:
直接吸收法的脱硝效率很低,一般只用于处理含NO
2超过50%的NO
X
废弃,不使用于燃烧
废气脱硝;目前改进的方法主要从两方面入手,一方面是吸收设备,另一方面是改进工艺条
件,有效控制废气中NO
X
的氧化度,以强化吸收操作;
氧化吸收法是将NO氧化成NO
2
后再用碱液进行吸收;但缺点是反应吸收吸收液不能循环利用,尾液处理复杂,难于分离回收,造成运行和处理成本上升,因而限制了氧化吸收法的应用;
微生物吸收法具有工艺设备简单、能耗和处理费用低、无二次污染等优点,但目前还处于研究阶段,未见有工业应用的报道;
液相络合吸收法脱除NO的研究处于试验阶段,未见实际的工业应用;
其他湿法脱硝研究技术,如酸-碱液两步吸收法、尿素和硫代硫酸盐为还原剂的还原吸收法、液膜法和电化学氧化吸收法等;尚处于试验研究阶段;。
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SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对
目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术
低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于OH、HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显着降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝
反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术
1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。
2、SNCR适应中小锅炉等的脱硝,效率在50%左右,设备简单,投资少,维护简单,适应性强,为许多化工、造纸、热电企业所采用。
三、传统选择性非催化还原法(SNCR 法)与高分子脱硝剂法(PNCR 法)对比
1、SNCR 法设备安装相对较为复杂难。
PNCR 法集装箱式安装相对SNCR 法简单,SNCR 法系统多、工艺复杂。
2、PNCR法安装周期15天,SNCR法安装周期常规30天,
安装周期较长。
3、SNCR法还原剂氨水为危险化学品,运输、储存危险性高;PNCR法脱硝剂为固态粉末状,运输、储存安全、方便。
4、SNCR 法设备多运行维护复杂;SNCR 法比PNCR 法年耗电、耗水多约20%。
SNCR 法存在以下缺点:
1、喷嘴下方水冷壁腐蚀严重。
2、空预器、过热器、省煤器积灰严重,影响锅炉对锅炉影响较大较小出力,降低热效率
3、灰斗积灰渣严重。
4、影响布袋除尘器除尘效果,降低布袋使用寿命。
PNCR 法避免了以上缺点。
SNCR 法脱硝率一般30%-50%,并随运行时间加长降低;达不3mg/Nm 以下排放标准;PNCR 法脱硝率一般80%-90%,由于采用高分子材料不受运行时间影响脱硝率。