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烟气脱硝技术方案
发布时间:2020-05-06

一、我公司技术实力

唐山天和环保科技股份有限公司为河北省高新技术企业,是集科研、开发、设计、制造、服务、咨询为一体的高科技实体,长期从事选煤、矿山、环保相关技术及设备的研制、开发及推广应用。公司主营业务包括:破碎技术与装备、干燥技术与装备、除尘、脱硫、脱硝设备、选煤设备及配件、干法分选设备、自动化工程设计等。公司技术力量雄厚,从业人员曾多次承担国家或省部级科研项目,取得了一批技术先进、实用可靠的科研成果,确保为用户的相关需求提供可行、经济实用的解决方案及服务和产品。


二、烟气脱硝技术概述 

1、NOx的生成

燃料型NOx :燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化—还原反应而生成的NOX。

热力型NOx :在燃烧过程中空气中的N2被氧化而成NO,主要产生于温度高于1800K的高温区。

燃料型NOx是燃烧过程NOx生成的主要来源,约占总的NOx生成量的80﹪~90﹪。


2、NOx的危害

NOx是一种重要的大气污染物,产生的危害如下:

1)促进酸雨的生成;

2)增加近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响能见度;

3)对人体有强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡。

中国已成为NOx排放的重灾区,根据国家环境监测站提供的数据表明中国的氮氧化物污染非常严重,一些城市和地区的臭氧浓度超标,在部分城市已经出现光化学烟雾。



三、选择性非催化还原(SNCR)技术 

1、技术原理

反应原理:NOx+还原剂 → 氮气+水

反应温度:850℃~1200℃

还原剂:氨、尿素

催化剂:不用催化剂,热风炉炉膛作为反应器,不需要另外的反应器


2、工艺流程

根据需要在溶解罐内配置浓度为50﹪的尿素溶液,配置好的尿素溶液经过滤器过滤后由输送泵打入存储罐中储存。将来自尿素储存罐的尿素溶液和厂供的除盐水通过混合泵站经静态混合器均匀混合,稀释到一定的浓度,再输送到喷枪的喷头内,经过喷头雾化后直接喷射到适当位置进行脱硝反应。


3、系统组成

尿素溶解系统:尿素溶解罐、搅拌器、加热器、输送泵等

储存系统:尿素稀释罐、搅拌器、加热器、软化水箱等

混合加压分流系统:加压计量泵站等

喷射雾化系统

控制系统。


4、还原剂介绍及比较

SNCR系统可采用无水氨、氨水、尿素等作为还原剂,所有反应剂的有效成分都是NH3。尿素通过加热可分解出NH3;氨水通过蒸发可分离出NH3;无水氨可直接通过蒸发形成NH3,向脱硝系统提供还原剂。


5、技术特点

占地面积小

不使用催化剂,投资省,运行费用低

建设周期短,施工简单

使用安全的尿素还原剂

与SCR相比不产生液体或固体废料

适合中小型热风炉烟气脱硝,脱硝效率约为50%~70%



四、脱硝效率的影响因素 

1、温度范围

选择合适的温度窗口。

尿素的理想温度窗口900~1100℃ 。

温度高,还原剂被氧化成NOX,烟气中的NOX含量不减反而增加;温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利影响甚至造成新的污染。


2、反应剂和烟气混合的程度

局部的NOX浓度过高,不能被还原剂还原,导致脱硝效率低。

局部的NOX浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,导致还原剂利用率低还,增加氨逃逸。

3、溶液停留时间

从下图看出:停留时间从100ms增加到500ms,NOX还原率从70﹪上升到93﹪左右。

一般要求时间为500ms。


4、氨氮比

目前热风炉SNCR一般控制在1.2-1.5左右。


5、其他因素

烟气中氧含量、初始NOX的含量,还原剂类型和状态等都会影响脱硝效率的高低。


五、成功解决的问题

1)目前国内一般没有现成的50﹪尿素溶液采购,所以需要买来袋装尿素自行配置成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应,在尿素溶液配置过程中需配置功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下,该问题将会暴露的更明显。

2)在整个SNCR脱硝工艺中,尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水(一般为工业水)的硬度过高,在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、堵塞。因此,须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。

3)由于喷嘴喷射器工作在炉内部高温区,为防止喷射器冷却水管路内部结垢,需要采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。

4)在SNCR脱硝工艺中,厂用气的耗量也是较大的。喷射雾化、设备冷却、管路吹扫都需要厂用气。


六、选择性催化还原(SCR)技术

1、概述

SCR技术是在金属催化剂作用下,以NH3作为还原剂,将NOX还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应,而如果采用H2、CO、CH4等还原剂,它们在还原NOX的同时会与O2作用,因此称这种方法为“选择性”。

在不添加催化剂的条件下,NH3与NOX的化学反应温度约为900℃。通过采用合适的催化剂,反应可以在350~420℃的温度范围内有效进行,可以获得高达80%~90%的NOx脱除效率。


2、反应原理


3、还原剂比较

尿素作为还原剂无论初次投资还是运行费用都高,但尿素运输方便、无安全隐患,而氨水、液氨运输不便,且氨量超过10吨属于重大危险源。


4、SCR工艺流程(尿素)

主要组成部分:氨气制备(尿素溶解+热解炉)、氨气/空气混合喷雾系统、催化反应器、烟气系统、吹灰系统、电气控制系统。


5、SCR工艺流程(氨水)


6、催化剂

SCR催化剂是SCR脱硝系统的核心,分为以下几种,其中蜂窝式在我国应用较为广泛。


7、技术特点

主要优点

1)脱硝效率高、一般NOX脱除率可达90%以上。

2)SO2氧化率小、氨逃逸量少、压降低。

3)技术应用较为广泛,成功案例多。


主要缺点:

1)投资费用、运行费用在所有处理方法中较高。

2)有副产物SO3产生。


8、工艺的选择

对于干燥系统,其工艺为热风炉产生的热烟气通过风管直接进入干燥机,在实际生产中热风炉炉膛温度约850~1000℃,热风炉出口温度约750±50℃(即风管处),干燥机出口温度约80~120℃。

因此在整个干燥系统中,由于缺少适合催化反应的温度节点,需对低温尾气重新加热后获取适当的反应温度,造成投资成本和运行成本均巨额增加。目前为止,世界范围内SCR脱硝工艺在干燥工业热风炉领域尚无成功应用案例。




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烟气脱硝技术方案
发布时间:2020/05/06

一、我公司技术实力

唐山天和环保科技股份有限公司为河北省高新技术企业,是集科研、开发、设计、制造、服务、咨询为一体的高科技实体,长期从事选煤、矿山、环保相关技术及设备的研制、开发及推广应用。公司主营业务包括:破碎技术与装备、干燥技术与装备、除尘、脱硫、脱硝设备、选煤设备及配件、干法分选设备、自动化工程设计等。公司技术力量雄厚,从业人员曾多次承担国家或省部级科研项目,取得了一批技术先进、实用可靠的科研成果,确保为用户的相关需求提供可行、经济实用的解决方案及服务和产品。


二、烟气脱硝技术概述 

1、NOx的生成

燃料型NOx :燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化—还原反应而生成的NOX。

热力型NOx :在燃烧过程中空气中的N2被氧化而成NO,主要产生于温度高于1800K的高温区。

燃料型NOx是燃烧过程NOx生成的主要来源,约占总的NOx生成量的80﹪~90﹪。


2、NOx的危害

NOx是一种重要的大气污染物,产生的危害如下:

1)促进酸雨的生成;

2)增加近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响能见度;

3)对人体有强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡。

中国已成为NOx排放的重灾区,根据国家环境监测站提供的数据表明中国的氮氧化物污染非常严重,一些城市和地区的臭氧浓度超标,在部分城市已经出现光化学烟雾。



三、选择性非催化还原(SNCR)技术 

1、技术原理

反应原理:NOx+还原剂 → 氮气+水

反应温度:850℃~1200℃

还原剂:氨、尿素

催化剂:不用催化剂,热风炉炉膛作为反应器,不需要另外的反应器


2、工艺流程

根据需要在溶解罐内配置浓度为50﹪的尿素溶液,配置好的尿素溶液经过滤器过滤后由输送泵打入存储罐中储存。将来自尿素储存罐的尿素溶液和厂供的除盐水通过混合泵站经静态混合器均匀混合,稀释到一定的浓度,再输送到喷枪的喷头内,经过喷头雾化后直接喷射到适当位置进行脱硝反应。


3、系统组成

尿素溶解系统:尿素溶解罐、搅拌器、加热器、输送泵等

储存系统:尿素稀释罐、搅拌器、加热器、软化水箱等

混合加压分流系统:加压计量泵站等

喷射雾化系统

控制系统。


4、还原剂介绍及比较

SNCR系统可采用无水氨、氨水、尿素等作为还原剂,所有反应剂的有效成分都是NH3。尿素通过加热可分解出NH3;氨水通过蒸发可分离出NH3;无水氨可直接通过蒸发形成NH3,向脱硝系统提供还原剂。


5、技术特点

占地面积小

不使用催化剂,投资省,运行费用低

建设周期短,施工简单

使用安全的尿素还原剂

与SCR相比不产生液体或固体废料

适合中小型热风炉烟气脱硝,脱硝效率约为50%~70%



四、脱硝效率的影响因素 

1、温度范围

选择合适的温度窗口。

尿素的理想温度窗口900~1100℃ 。

温度高,还原剂被氧化成NOX,烟气中的NOX含量不减反而增加;温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利影响甚至造成新的污染。


2、反应剂和烟气混合的程度

局部的NOX浓度过高,不能被还原剂还原,导致脱硝效率低。

局部的NOX浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,导致还原剂利用率低还,增加氨逃逸。

3、溶液停留时间

从下图看出:停留时间从100ms增加到500ms,NOX还原率从70﹪上升到93﹪左右。

一般要求时间为500ms。


4、氨氮比

目前热风炉SNCR一般控制在1.2-1.5左右。


5、其他因素

烟气中氧含量、初始NOX的含量,还原剂类型和状态等都会影响脱硝效率的高低。


五、成功解决的问题

1)目前国内一般没有现成的50﹪尿素溶液采购,所以需要买来袋装尿素自行配置成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应,在尿素溶液配置过程中需配置功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下,该问题将会暴露的更明显。

2)在整个SNCR脱硝工艺中,尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水(一般为工业水)的硬度过高,在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、堵塞。因此,须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。

3)由于喷嘴喷射器工作在炉内部高温区,为防止喷射器冷却水管路内部结垢,需要采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。

4)在SNCR脱硝工艺中,厂用气的耗量也是较大的。喷射雾化、设备冷却、管路吹扫都需要厂用气。


六、选择性催化还原(SCR)技术

1、概述

SCR技术是在金属催化剂作用下,以NH3作为还原剂,将NOX还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应,而如果采用H2、CO、CH4等还原剂,它们在还原NOX的同时会与O2作用,因此称这种方法为“选择性”。

在不添加催化剂的条件下,NH3与NOX的化学反应温度约为900℃。通过采用合适的催化剂,反应可以在350~420℃的温度范围内有效进行,可以获得高达80%~90%的NOx脱除效率。


2、反应原理


3、还原剂比较

尿素作为还原剂无论初次投资还是运行费用都高,但尿素运输方便、无安全隐患,而氨水、液氨运输不便,且氨量超过10吨属于重大危险源。


4、SCR工艺流程(尿素)

主要组成部分:氨气制备(尿素溶解+热解炉)、氨气/空气混合喷雾系统、催化反应器、烟气系统、吹灰系统、电气控制系统。


5、SCR工艺流程(氨水)


6、催化剂

SCR催化剂是SCR脱硝系统的核心,分为以下几种,其中蜂窝式在我国应用较为广泛。


7、技术特点

主要优点

1)脱硝效率高、一般NOX脱除率可达90%以上。

2)SO2氧化率小、氨逃逸量少、压降低。

3)技术应用较为广泛,成功案例多。


主要缺点:

1)投资费用、运行费用在所有处理方法中较高。

2)有副产物SO3产生。


8、工艺的选择

对于干燥系统,其工艺为热风炉产生的热烟气通过风管直接进入干燥机,在实际生产中热风炉炉膛温度约850~1000℃,热风炉出口温度约750±50℃(即风管处),干燥机出口温度约80~120℃。

因此在整个干燥系统中,由于缺少适合催化反应的温度节点,需对低温尾气重新加热后获取适当的反应温度,造成投资成本和运行成本均巨额增加。目前为止,世界范围内SCR脱硝工艺在干燥工业热风炉领域尚无成功应用案例。




烟气脱硝技术方案
发布时间:2020/05/06

一、我公司技术实力

唐山天和环保科技股份有限公司为河北省高新技术企业,是集科研、开发、设计、制造、服务、咨询为一体的高科技实体,长期从事选煤、矿山、环保相关技术及设备的研制、开发及推广应用。公司主营业务包括:破碎技术与装备、干燥技术与装备、除尘、脱硫、脱硝设备、选煤设备及配件、干法分选设备、自动化工程设计等。公司技术力量雄厚,从业人员曾多次承担国家或省部级科研项目,取得了一批技术先进、实用可靠的科研成果,确保为用户的相关需求提供可行、经济实用的解决方案及服务和产品。


二、烟气脱硝技术概述 

1、NOx的生成

燃料型NOx :燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化—还原反应而生成的NOX。

热力型NOx :在燃烧过程中空气中的N2被氧化而成NO,主要产生于温度高于1800K的高温区。

燃料型NOx是燃烧过程NOx生成的主要来源,约占总的NOx生成量的80﹪~90﹪。


2、NOx的危害

NOx是一种重要的大气污染物,产生的危害如下:

1)促进酸雨的生成;

2)增加近地层大气的臭氧浓度,产生光化学烟雾,影响能见度;

3)对人体有强烈的刺激作用,引起呼吸道疾病,严重时会导致死亡。

中国已成为NOx排放的重灾区,根据国家环境监测站提供的数据表明中国的氮氧化物污染非常严重,一些城市和地区的臭氧浓度超标,在部分城市已经出现光化学烟雾。



三、选择性非催化还原(SNCR)技术 

1、技术原理

反应原理:NOx+还原剂 → 氮气+水

反应温度:850℃~1200℃

还原剂:氨、尿素

催化剂:不用催化剂,热风炉炉膛作为反应器,不需要另外的反应器


2、工艺流程

根据需要在溶解罐内配置浓度为50﹪的尿素溶液,配置好的尿素溶液经过滤器过滤后由输送泵打入存储罐中储存。将来自尿素储存罐的尿素溶液和厂供的除盐水通过混合泵站经静态混合器均匀混合,稀释到一定的浓度,再输送到喷枪的喷头内,经过喷头雾化后直接喷射到适当位置进行脱硝反应。


3、系统组成

尿素溶解系统:尿素溶解罐、搅拌器、加热器、输送泵等

储存系统:尿素稀释罐、搅拌器、加热器、软化水箱等

混合加压分流系统:加压计量泵站等

喷射雾化系统

控制系统。


4、还原剂介绍及比较

SNCR系统可采用无水氨、氨水、尿素等作为还原剂,所有反应剂的有效成分都是NH3。尿素通过加热可分解出NH3;氨水通过蒸发可分离出NH3;无水氨可直接通过蒸发形成NH3,向脱硝系统提供还原剂。


5、技术特点

占地面积小

不使用催化剂,投资省,运行费用低

建设周期短,施工简单

使用安全的尿素还原剂

与SCR相比不产生液体或固体废料

适合中小型热风炉烟气脱硝,脱硝效率约为50%~70%



四、脱硝效率的影响因素 

1、温度范围

选择合适的温度窗口。

尿素的理想温度窗口900~1100℃ 。

温度高,还原剂被氧化成NOX,烟气中的NOX含量不减反而增加;温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利影响甚至造成新的污染。


2、反应剂和烟气混合的程度

局部的NOX浓度过高,不能被还原剂还原,导致脱硝效率低。

局部的NOX浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,导致还原剂利用率低还,增加氨逃逸。

3、溶液停留时间

从下图看出:停留时间从100ms增加到500ms,NOX还原率从70﹪上升到93﹪左右。

一般要求时间为500ms。


4、氨氮比

目前热风炉SNCR一般控制在1.2-1.5左右。


5、其他因素

烟气中氧含量、初始NOX的含量,还原剂类型和状态等都会影响脱硝效率的高低。


五、成功解决的问题

1)目前国内一般没有现成的50﹪尿素溶液采购,所以需要买来袋装尿素自行配置成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应,在尿素溶液配置过程中需配置功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下,该问题将会暴露的更明显。

2)在整个SNCR脱硝工艺中,尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水(一般为工业水)的硬度过高,在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、堵塞。因此,须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。

3)由于喷嘴喷射器工作在炉内部高温区,为防止喷射器冷却水管路内部结垢,需要采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。

4)在SNCR脱硝工艺中,厂用气的耗量也是较大的。喷射雾化、设备冷却、管路吹扫都需要厂用气。


六、选择性催化还原(SCR)技术

1、概述

SCR技术是在金属催化剂作用下,以NH3作为还原剂,将NOX还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应,而如果采用H2、CO、CH4等还原剂,它们在还原NOX的同时会与O2作用,因此称这种方法为“选择性”。

在不添加催化剂的条件下,NH3与NOX的化学反应温度约为900℃。通过采用合适的催化剂,反应可以在350~420℃的温度范围内有效进行,可以获得高达80%~90%的NOx脱除效率。


2、反应原理


3、还原剂比较

尿素作为还原剂无论初次投资还是运行费用都高,但尿素运输方便、无安全隐患,而氨水、液氨运输不便,且氨量超过10吨属于重大危险源。


4、SCR工艺流程(尿素)

主要组成部分:氨气制备(尿素溶解+热解炉)、氨气/空气混合喷雾系统、催化反应器、烟气系统、吹灰系统、电气控制系统。


5、SCR工艺流程(氨水)


6、催化剂

SCR催化剂是SCR脱硝系统的核心,分为以下几种,其中蜂窝式在我国应用较为广泛。


7、技术特点

主要优点

1)脱硝效率高、一般NOX脱除率可达90%以上。

2)SO2氧化率小、氨逃逸量少、压降低。

3)技术应用较为广泛,成功案例多。


主要缺点:

1)投资费用、运行费用在所有处理方法中较高。

2)有副产物SO3产生。


8、工艺的选择

对于干燥系统,其工艺为热风炉产生的热烟气通过风管直接进入干燥机,在实际生产中热风炉炉膛温度约850~1000℃,热风炉出口温度约750±50℃(即风管处),干燥机出口温度约80~120℃。

因此在整个干燥系统中,由于缺少适合催化反应的温度节点,需对低温尾气重新加热后获取适当的反应温度,造成投资成本和运行成本均巨额增加。目前为止,世界范围内SCR脱硝工艺在干燥工业热风炉领域尚无成功应用案例。