常見的脫硝技術(shù)中,根據(jù)氮氧化物的形成機理,降氮減排的技術(shù)措施可以分為兩大類:
一類是從源頭上治理??刂旗褵猩蒒Ox。其技術(shù)措施:①采用低氮燃燒器;②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,采用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx,其技術(shù)措施:①“分級燃燒+SNCR”,國內(nèi)已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內(nèi)已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),目前歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù),國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗;④生物脫硝技術(shù)(正處于研發(fā)階段)。
國內(nèi)的脫硝技術(shù),尚屬探索示范階段,還未進行科學總結(jié)。各種設計工藝技術(shù)路線和裝備設施是否科學合理、運行是否可靠?脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。
脫硝技術(shù)具體可以分為:
燃燒前脫硝:加氫脫硝
洗選燃燒中脫硝:
1)低溫燃燒
2)低氧燃燒
3)FBC燃燒技術(shù)
4)采用低NOx燃燒器
5)煤粉濃淡分離
6)煙氣再循環(huán)技術(shù)
燃燒后脫硝:
1)選擇性非催化還原脫硝(SNCR)
2)選擇性催化還原脫硝(SCR)
3)活性炭吸附
4)電子束脫硝技術(shù)
其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達25%~40%,對小型機組可達80%。由于該法受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大,多用作低氮燃燒技術(shù)的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小,適合老廠改造,新廠可以根據(jù)鍋爐設計配合使用。
而選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前成熟的煙氣脫硝技術(shù),它是一種爐后脫硝方法,早由日本于20世紀60~70年代后期完成商業(yè)運行,是利用還原劑(NH3,尿素)在金屬催化劑作用下,選擇性地與NOx反應生成N2和H2O,而不是被O2氧化,故稱為“選擇性”。目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR2種。此2種方法都是利用氨對NOx的還原功能,在催化劑的作用下將NOx(主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水,還原劑為NH3。
目前,在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體,以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3為活性成分,制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃~590℃)、中溫催化劑(260℃~380℃)和低溫催化劑(80℃~300℃),不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低,催化劑的活性會降低,導致脫硝效率下降,且如果催化劑持續(xù)在低溫下運行會使催化劑發(fā)生*性損壞;如果反應溫度過高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,還會引起催化劑材料的相變,使催化劑的活性退化。目前,國內(nèi)外SCR系統(tǒng)大多采用高溫催化劑,反應溫度區(qū)間為315℃~400℃。該方法在實際應用中的優(yōu)缺點如下。
優(yōu)點:該法脫硝效率高,價格相對低廉,目前廣泛應用在國內(nèi)外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術(shù)。
缺點:燃料中含有硫分,燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后,在有氧條件下,SO3的生成量大幅增加,并與過量的NH3生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性,可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3的生成量有限,但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現(xiàn)象也不容忽視。
目前已有的各種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢和缺陷,具體應用時要具體分析,從投資、運行、環(huán)保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術(shù)。隨著科技的發(fā)展,某一項新技術(shù)韻產(chǎn)生都會涉及到很多不同的學科,因此,留意其他學科進展與研究成果,并把它們應用到煙氣脫硫技術(shù)中是開發(fā)新型煙氣脫硫技術(shù)的重要途徑,例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù),由于他們各自*的特點都將會有很大的發(fā)展空間。隨著人們對環(huán)境治理的日益重視和工業(yè)煙氣排放量的不斷增加,投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。
各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的過程中取得了一定的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益,但是還存在一些不足,隨著生物技術(shù)及*的不斷發(fā)展,電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術(shù)將會代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫硫方法。