2 干法烟气脱硝净化技术

2 干法烟气脱硝净化技术

字体[大][中][小]干法脱硝技术反应温度高(与湿法脱硝相比)，因而净化后烟气不需再加热，而且反应系统中不采用水洗工艺，省去后续废水处理问题。因此，干法是目前烟气脱硝应用较多的技术。

2.1 干法脱硝基本原理

干法脱硝目前主要包括催化还原法和无催化还原法两种。所谓催化还原法是利用不同的还原剂，在一定温度和催化剂作用下，NO x还原成N2和水。催化还原法的效果如何，关键是选用有效的还原剂，一般多采用甲烷、氨等作还原剂。它们与NO分别反应如下：

CH4+4NO→2N2+CO2+2H2O

4NH3+6NO→5N2+6H2O

无催化还原法不用催化剂，但需在高温区进行。

2.2 选择性催化还原法 (SCR)

选择性催化还原法 (selective catalytic reduction) 简称SCR法。

2.2.1 化学原理

所谓选择性是指在催化剂存在条件下，NH3优先与NO发生还原脱除作用，而不与烟气中的氧进行氧化作用，其目的为了降低氨的消耗量。其反应式为

4NH3+4NO+3O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

同时还发生一些副反应，其反应式如下：

NH3的氧化反应 4NH3+5O2→4NO+6H2O

NH3热分解反应 4NH3+3O2→2N2+6H2O

在没有催化剂条件下，上述反应只能在980℃左右进行。而采用催化剂时，其反应温度可控制在300～400℃之间。这一温度范围相当于将氨喷入省煤器区域和空气预热器区域的烟道中烟气温度的范围。此法脱硝率可达80%～90%。

2.2.2 工艺及工艺流程

图18-2为氨选择性催化还原法工艺流程示意图。本工艺采用的反应器为平行通道型(类似于平板和管状反应器)，以防止磨损和堵塞。图18-3为SCR反应器结构图。

在反应器中，空间速度SV (space velocicy) 是关键参数。在燃煤电厂中，空间速度一般取1 000～3 000m/h。

NH3的输入量应适当，如输入量太少，难以满足脱硝反应需求; NH3输入量过大，造成NH3损失，易产生氨泄漏(带出) 问题。工业上常采用NH3/NO x摩尔比衡量，一般控制在1.4～1.5为宜。氨的泄漏量(带出) 以反应出口处NH3的浓度来控制，一般控制在 5mg/m3以下。

图18-2 选择性催化还原工艺流程

1—锅炉; 2—省煤器; 3—SCR; 4—空气预热器; 5—静电除尘器;6—脱硫系统; 7—烟囱; 8—SCAH;9—液氧储藏箱; 10—氨蒸发器;11

—氮—空气混合用装置

图18-3 催化反应结构

对催化剂选用的要求是活性高、寿命长、经济合理及不产生二次污染等。由于烟气中有二氧化硫、尘粒和水雾，对催化剂不利，故要求在脱硝之前对烟气进行除尘和脱硫。当选用二氧化钛为基体的碱性金属作催化剂时，其最佳控制温度为300～400℃，但不能低于 300℃，低于

300℃时，NH3会与烟气中O3反应生成硫酸氢铵。硫酸氢铵

(NH4HSO4) 是一种具有黏性的液体，会沉积催化剂上，从而降低其活性。

对于燃油、燃气锅炉，由于其粉尘浓度低，可以采用软质多孔的催化剂，其活性好，且可采取更高的空间速度。

目前，此法是最有商业价值、应用最多的NO x控制技术。

图18-4 SNCR法工艺流程

2.3 选择性无催化还原法(RNCR)

选择性无催化还原法(selrctive non-catalytie reauction) 简称SNCR。它是用NH3、尿素[CO (NH2)2] 作还原剂对NO x进行选择反应，而不用催化剂的一种工艺。这种工艺必须在高温区加入还原剂，不同还原剂对应不同的反应温度，NH3反应温度为900～1 100℃。图

18-4所示为某工业锅炉SNCR装置工艺流程。该装置的优点是不用催化剂，设备和运行费用低，但其脱硝效率仅40%～60%，多用于作低NO x燃烧技术的补充手段。