氮氧化物控制技术小结

氮氧化物控制技术小结
在火电机组排放的多种大气污染物中，氮氧化物是最近三十多年来受到世界极大关注的一种污染物。

氮氧化物的排放对人体的致毒作用、对植物的损害以及对酸雨和光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏中所起的作用已经得到了科学的证明。

有关NO x的治理方法有几十种之多，这些方法大体上可以分为两大类：一级污染预防（primary pollution prevention）措施和二级污染预防(secondary pollution prevention)措施。

具体措施如下图：
低氮燃烧技术：
低氮燃烧技术就是根据燃料在燃烧过程中氮氧化物的生成机理，通过改进燃烧技术来降低氮氧化物生成和排放的技术，尤其适用于燃用烟煤和褐煤的锅炉。

一般情况下，采用低氮燃烧技术比不采用低氮燃烧技术的锅炉NO x排放量低20% ～40%。

选择性催化还原法(SCR法)：
此法的原理为：使用适当的催化剂，在一定温度下以氨作
为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化成无害的氮气和水蒸
汽。

反应式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+ 6H2O，8NH3+6NO2→7N2+2H2O。

催化剂不同，反应所需温度也不一样。

以二氧化钛为载体的钯、铂催化剂，所需的反应温度为300～400 ℃，而以焦炭为催化剂，反应温度为100～150 ℃。

此法具有
净化率高(可达85 %以上) ，工艺设备紧凑，运行可靠，氮气放空，无二次污染等特点，但此法存在投资与运行费用(投资费用80美元/kW)较高，消耗氨液，氮氧化物不能回收等不足之处。

非催化选择性还原性(SNCR法)：
该法原理同SCR 法，由于没有催化剂的帮助，反应所需温度较高，为900～1200 ℃。

反应式为：4NH3十6NO→5N2十6H2O。

由于反应温度高，此法要控制好反应温度，以免氨被氧化成氮氧化物。

此法的净化率为50 %～60 %，其特点是不需催化剂，旧设备改造少，投资较SCR法小(投资费用15美元/kW)。

但氨液消耗量较SCR法多。

近来研究用尿素代替NH3作为还原剂，使得操作系统更加安全可靠，而不必担心因NH3的泄漏造成新污染。

选择性非催化还原与选择性催化还原联合法：
SNCR－SCR法具有2个反应区，首先通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，将还原剂喷入炉膛，在高温下脱除部分NO x；然后逸出的未反应完的还原剂再进入SCR反应器，与未脱除的NO x进行催化还原反应。

其最主要的优点是省去了SCR 工艺设置在烟道里的复杂的氨喷射格栅系统，大幅度减少了催化剂的用量，净化效率可调，达25%～70%。

还原剂喷入炉膛脱除部分氮氧化物，逸出的NH3再与未脱除的氮氧化物进行催化还原反应的一种脱硝方法。

几种方法的特点和比较：（1）低氮燃烧技术工艺成熟，投资与运行费用较低，其应作为燃煤电厂在役机组和新建机组氮氧化物控制的首选技术。

（2）SCR 技术氮氧化物去除率高、应用成熟，但投资费用与运行费用高，适合在煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较高的区域的新建燃煤机组上使用。

（3）SNCR技术投资与运行费用较低，但氮氧化物去除率有限，适用于对采用了低氮燃烧技术的在役机组的改造。

（4）SCR-SNCR技术弥补了SCR与SNCR两项技术的不足，但其综合效果有待论证，尚不成熟，可先做示范工程再进一步推广。

参考文献：
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［2］马风哪, 程伟琴. 国内火电厂氮氧化物排放现状及控制技术探讨[J]. 广州化工, 2011, 39(15):57-59. DOI:10.3969/j.issn.1001-9677.2011.15.018.
［3］吴庆魁. 烟气硫氧化物和氮氧化物控制技术小结[J]. 广东化工, 2011, 38(3):32-33. DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2011.03.015.。