低温脱硝方案选择

低温脱硝技术路线的确定3.1 NOx生成机理

一般燃烧设备燃烧过程中生成的氮氧化物包括 NO、NO

2、N

2

O等，其中 NO

占90%以上，NO

2占 5-10%，N

2

O只占 1%左右，因此燃烧过程中产生的NOx主要

是指 NO和 NO2。在含氮物质的氧化和还原反应过程中，按照 NOx生成的主要途径和来源可以分为热力型 NOx、快速型 NOx和燃料型 NOx（见图 1）。

图3-1 NO X生成和脱除的反应途径

（1）热力型 NOx

热力型 NOx主要是指在燃烧过程中参与燃烧的空气中的氮气被氧化生成的NOx，其中的生产过程是一个不分支连锁反应。热力型 NOx的生成机理是前苏联科学家捷里多维奇（Zeldovich）于 1946年提出的。总反应式如下：

N2 + O2 （1）

NO + (2)

(2) 快速型NOx

根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果，指出碳氢自由基（CHi）在燃烧过程中撞击空气中的 N2分子生成 HCN、NH、CN和 N等中间产物，这些中间产物再进一步氧化生成 NOx，称为快速型 NOx。快速型 NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气，但是同热力型 NOx的生成机理却不相同，其主要生成路径

入下图2所示。

快速型 NOx的生成对温度的依赖性很低，然而过量空气系数对快速型 NOx 的影响较大。燃烧过程中快速型 NOx的生成量很少，一般不作为 NOx控制的主要考虑对象。

图3-2 快速型NOx的反应机理

（3）燃料型NOx

燃料型 NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx。其主要生成路径如图 3所示。由于 N-H键和 N-C键的远比N≡N键要小得多，燃料型 NOx的生成要比热力型NOx容易得多，是生成NOx的最主要来源。

图3-3 燃料型NO X生成机理

3.2 现有Nox排放控制技术比较分析

现有的各种NOx控制技术的技术经济性比较见表 1。

表3-1 现有各种NOx控制技术的技术经济性比较表

3.3 本项目脱硝技术方案的确定

通过表3-1的技术经济对比，可以得知常规的SCR和SNR技术并不适用于本项目链条炉的脱硝方案，本项目脱硝方案选择组合氧化脱硝法。原因如下：（1） SCR技术不适合本项目，

首先，温度点不适合。SCR技术需要300-400℃的稳定反应温度区间，而

链条锅炉存在较大的负荷变动，因此很难找到稳定的适合SCR的温度区间。

其次，投资和运行成本高。SCR初投资大，对设备改动大，占地面积大；

并且，液氨成本高，催化剂需要定期更换，系统压阻大，导致运行成本很高。

最后，存在安全风险。SCR需要建设氨站或者氨水储存设备，而氨气是剧毒危险品；并且烟气处理中不可避免的存在氨逃逸，同时SCR容易生成SO3和NH4HSO4容易腐蚀和堵塞后续的空预器等设备。

（2） SNCR技术也不适合本方案

首先，脱硝效率无法满足要求。本项目要求NOx从500mg/Nm³处理到100mg/Nm³，脱硝效率达到80%，SNCR无法满足。

其次，存在安全隐患。SCR要求850-110℃的温度区间，只能在炉膛内喷射氨水或者尿素水，可能引起锅炉爆管等事故的发生。

再次，SCR氨逃逸量较大，控制不好可能引起二次污染等环保风险。（3）深圳市优益能科技有限公司组合氧化法是非常适合本项目的脱硝方案。

首先，烟气温度在140℃，适合臭氧和双氧水氧化的温度区间。可直接在锅炉尾部烟道上进行改造而不动到锅炉本体，改造量较小。

其次，组合氧化法脱硝效率达到70-95%，完全满足本案的设计要求。

再次，组合氧化法脱硝对锅炉的负荷变化有很强的适应性，可在锅炉任意负荷下实现高效脱硝。

最后，组合氧化脱硝，压阻小，投资和运行成本较低。

综上，本项目脱硝技术路线选择为组合氧化脱硝法。