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生物质锅炉脱硝技术常见类型

由于燃料种类多、热值低、进料均匀性差,燃烧区温度变化剧烈,锅炉出口NOx初始排放浓度波动较大。生物质锅炉脱硝的第一步是稳定炉膛出口NOx浓度。可用于生物质的烟气脱硝方法有:SNCR脱硝技术、SCR脱硝技术、臭氧脱硝技术、ZYY脱硝技术等。下面小编跟大家介绍一下几种生物质锅炉常见的脱硝技术。


生物质锅炉脱硝技术如下:


1、 SNCR脱硝。

选择性非催化还原即选择性非催化还原脱硝技术,是将还原剂直接喷入800℃~1100℃的高温烟气中,不使用催化剂。在高温条件下,还原剂首先分解成NH3等副产物,然后烟气中的NOx与分解后的NH3反应,将烟气中的NOx还原为N2和H2O。主要反应如下:

8NH3+6NO+3O2 7N2+12H2O。

SNCR技术是烟气脱硝的主流技术之一,成本低、工艺简单,但其脱氮效率一般在2050%左右,很难达到较高的脱氮效率。


2、 SCR脱硝。

选择性催化还原(SCR)是将还原剂送入烟道与烟气混合,在催化剂的作用下,在30 0℃~42 0℃的温度范围内,将NOx还原为N2和H2O,从而实现NOx减排的选择性催化还原技术。

在SCR反应器中,NOx通过以下反应还原:

4NO+4NH3+O2-4N2+6H2O(主反应)。

6NO2+8NH37N2+12H2O(主反应)。

6NO+4NH3 5N2+6H2O(副反应)。

2NO2+4NH3+O2-3N2+6H2O(副反应)。

SCR脱硝技术是烟气脱硝效率最高、最有效的固源NOx处理技术,脱氮率可达90%以上。但由于生物质燃料本身含有K、Na、Ca等碱性物质,燃烧后形成的飞灰进入SCR体系,吸附在催化剂表面或堵塞催化剂孔隙,与催化剂表面的活性组分发生反应,导致催化剂中毒失活,影响催化剂的使用寿命。为保证催化剂安全运行,尽量减少新增催化剂的烟气阻力,应选用耐碱金属板式催化剂。


3、臭氧氧化脱硝技术。

锅炉烟气中近95%的NOx以NO的形式存在,其余的以NO2、N2O5等形式存在。臭氧脱硝的原理是利用臭氧的强氧化性,将烟气中的不溶性NO氧化成可溶性NO2,最后在洗涤塔中通过冷却喷雾吸收氮氧化物,达到去除的目的。

臭氧脱硝技术的优点是:烟气温度适应性好;无需使用氨等还原剂即可实现无氨逸出;可同时有效去除汞、VOCs和二恶英;可与湿法脱硫形成一体化脱硫脱硝工艺;设备布局灵活,无需对锅炉等原有设备进行改造。

臭氧脱硝技术虽然具有一定的优势,但也存在脱氮效率低、运行成本高、废水二次污染、硝酸盐溶液处理成本高等问题,必须将臭氧脱氮与湿法脱硫相结合,形成脱硫脱氮一体化。要想相对降低脱氮的投资成本,存在一定的局限性。


4、ZYY脱硝技术。

ZYY脱硝技术是北京巨亚环保科技有限公司的专利技术,专利说明书CN 201811092310.5描述了ZYY技术脱氮率达84%,脱硫率达98%以上。

ZYY脱硫脱硝技术采用工业尿素CH4N2O作为烟气中硫氧化物和氮氧化物的还原剂。通过向生物质锅炉炉膛顶部喷洒超细尿素粉,在脱硫脱硝催化剂的作用下,超细尿素粉在750~960℃的炉膛内分解为氨和异氰酸。氨和异氰酸被烟气中的SO2、NO和NO2还原,SO2被还原成元素S和水。NO和NO2被还原为氮、N2和H2O。

尿素分解反应:CH4N2O分解NH3+HNCO。

反硝化反应:2HNCO+2NO2+O2 N2+2NO+2CO2+2H2O。

2NH3“N2+3H2NO2+H2”NO+H2O2NO+2H2“N2+2H2O”

脱硫反应:SO2+2H2“S”+2H2O 2SO2+2CO“2S”+3CO2。


虽然ZYY技术投资成本低,但存在许多问题:

(1)运行成本高,需要专用试剂;

(2)ZYY脱硫脱硝催化剂消耗,使用寿命为一年,每年需要更换;

(3)脱硫副反应中间产物COS(羰基硫)有毒,应控制其生成;

(4)SO2以元素S形式滞留在灰中,元素S将以元素S的形式滞留在灰中,元素S将以元素S的形式滞留在灰中。只有从灰渣中分离回收元素硫,才能实现脱硫。