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低温脱硝:双氧水+臭氧组合氧化脱硝脱硫一体化 

  • 价 格: 面议 /
  • 供 应 地:北京北京市
  • 发布公司:北京山美水美环保高科技有限公司
  • 产品型号:
  • 品 牌:
  • 发布日期:2017/8/21 14:24:33
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详细说明

产品说明Explain

公司简介Content


特点:低温段脱硝,不受烟气量波动影响,不改造锅炉本体,可利用现有脱硫塔,安全无污染,脱硝效率高等
脱硝技术路线的确定
2.1NOx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、NO2、N2O等,其中  NO占90%以上,NO2占 5-10%,N2O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)。
                              
3-1 NOX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 ?  2NO        (1)

NO +?1/2O2 ? NO2          (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。

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。其主要生成路径如下图所示。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。

2.2现有主要脱硝技术比较分析
现有主要脱硝技术经济性比较见下表
  
技术名称
  
  
SCR
  
  
SNCR
  
  
臭氧氧化法
  
  
还原剂
  
  
NH3为主
  
  
氨水或尿素溶液
  
  
O3
  
  
反应温度
  
  
300~400
  
  
850~1100
  
  
50-200
  
  
反应器
  
  
需要建设
  
  
不需要
  
  
不需要
  
  
脱硝效率
  
  
80-95%
  
  
15-50%
  
  
70~95%
  
  
催化剂
  
  
需要,且定期
  更换,价格贵
  
  
不需要
  
  
不需要
  
  
还原剂喷射位置
  
  
多选择于省煤器
  与空气预热器之间
  
  
炉膛或炉膛出口
  
  
不需要
  
  
SO2/SO3转化
  
  
  
  
  
  
  
  
NH3逃逸
  
  
3~5ppm
  
  
10~15ppm
  
  
  
  
对燃烧设备影响
  
  
NH3与 SO3易形
  成 NH4HSO4,
  造成堵塞或腐蚀
  
  
几乎没有影响
  
  
没有影响
  
  
系统压损
  
  
1000pa左右
  
  
  
  
  
  
是否需要吹灰
  
  
  
  
  
  
  
  
燃料影响
  
  
高灰分会磨耗
  催化剂,碱金属氧化物会钝化催化剂(催化剂中毒)
  
  
  
  
  
  
燃烧设备效率影响
  
  
降低热效率
  
  
  
  
  
  
煤焦油影响
  
  
煤焦油导致催化剂堵塞,并覆盖催化剂表面活性成分,造成催化剂失效
  
  
  
  
  
  
占地面积
  
  
  
  
  
  
  
  
投资
  
  
  
  
  
  
中等
  
  
运行费用
  
  
  
  
  
  
中等
  

2.3  本项目脱硝技术方案的确定
    组合氧化法是非常适合本项目的脱硝方案。
首先,臭氧氧化的温度区间为50-200℃,完全满足本项目情况。可在锅炉尾部烟道上进行改造,改造量较小,并且对锅炉没有影响。
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。组合氧化法脱硝,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法脱硝法。
3.脱硝方案设计
3.1设计原则
本项目主要设计原则如下:
(1)本工程以不影响锅炉运行为原则,采用双氧水+臭氧氧化、湿法脱硫塔吸收的脱硝工艺。
(2)通过布袋除尘器出口改装臭氧投加装置,吸收塔入口处烟道喷淋双氧水氧化,控制NOx排放≤40mg/Nm3
(3)臭氧系统使用氧气作为原料气体,臭氧生产设备把氧气制造成臭氧。
(4)尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置,力求工艺流程和设施布置合理、
美观,操作安全、简便,对原设备设施的影响最少。
(5)确保脱硝系统的安全、稳定、可靠、达标运行。
(6)在保证安全和质量的前提下,尽量缩短改造工期。
(7)对副产物的处理应符合环境保护的长远要求,尽量避免副产物的二次污染,
工艺设计应尽可能减少噪音对环境的影响。
(8)装置的自动化水平设计合理,便于运行管理。
(9)工程改造应尽量节约能源和水源,降低系统的投资和运行费用。
3.2组合氧化脱硝工艺原理及特点
3.2.1反应原理
选择性氧化脱硝技术的基本原理为:组合氧化法脱硝主要是利用臭氧和双氧岁的强氧化性,将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收,达到脱除的目的。

我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究,对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式,温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验,总结并构建出 O3与 NOX之间详细的化学反应机理,该机理比较复杂。在实际试验中,可根据低温条件下臭氧与 NO的关键反应进行研究。低温条件下,O3与 NO之间的关键氧化反应如下:

NO+O3→NO2+O2                     (1)
NO2+O3→NO3+O2                    (2)
NO3+NO2→N2O5                     (3)
NO+O+M→NO2+M                     (4)
NO2+O→NO3                        (5)
激活双氧水氧化主要反应原理如下:
NO+H2O2→NO2+H2O                     (6)
NO2+H2O2→NO3+O2                     (7)
NO2+NO3→N2O5                         (8)
脱硝吸收主要反应原理如下:
NO+NO2+H2O→2H++2NO2-                  (9)
2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3-                (10)
N2O5+H2O→2H++2NO3-                    (11)
NO3-+NO→NO2-+NO2                      (12)
2H++CO32-→H2O+CO2                     (13)
H++OH-→H2O                          (14)

与气相中的其他化学物质如CO,SOx等相比,NOx可以很快地被氧化,这就使得NOx的氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物,这就使得氧化反应更加完全,从而不可逆地脱除NOx,而不产生二次污染。经过氧化反应,加入的臭氧和双氧水被反应所消耗,过量的臭氧和双氧水可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外,一些重金属,如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。

组合氧化脱硝可应用于:以煤、焦炭、褐煤为燃料的公用工程锅炉;以燃气、
煤、重油为燃料的工业锅炉;铅、铁矿、锌/铜,玻璃、水泥加工、生产的各种炉窑;用于处理生物废料,轮胎及其他工业废料的燃烧炉;来自于酸洗和化工过程的酸性气流;催化裂化尾气;各种市政及工业垃圾焚化炉等。
3.2.2工艺特点
本技术将气相氧化、液相氧化、湿法吸收有机组合,在原有湿法脱硫基础上设计改造成脱硫脱硝一体化装置。
(1)  深度脱硝,脱硝效率高,可达到95%以上;设备设计有前瞻性,预留了
增加臭氧反应器的位置,如需提高排放标准,只要在原设备旁增加臭氧发生器即可满足脱除率,无需对原结构进行破坏性改造,大幅度节省了用户的设备投资。
(2)   不使用催化剂,无催化剂中毒、反应器堵塞等问题。
(3)   脱硝烟气温度低,在50-200℃范围内均可实现高效脱硝。
(4)     维护费用低,不存在催化剂定期更换等问题。
(5)占地面积小,模块化设备可根据现场条件灵活布置。
(6)臭氧脱硝专利技术填补了国内低温氧化脱硝技术的空白,达到国际先进技术水平。
(7)采用臭氧气相氧化、碱液吸收的一塔式结构,改变了国内、外脱硫脱硝两套结构的繁杂设置。
(8)脱硫脱硝整个过程都在除尘器后进行,不影响锅炉、除尘器的正常运行,避免了除尘器堵塞、影响除尘器的使用寿命的问题,确保整个系统的的稳定运行。
(9)针对工业锅炉运行工况不稳定,燃料品种多而杂,烟气中氮氧化物含量不稳定的难题,设置联动控制模块,动态控制臭氧注入量,确保排放烟气中硫、硝含量达标,节能安全。
(10)无传统脱硝工艺的氨逃逸、尿素异味等问题,适用于邻近居民区的工业锅炉。
(11)适合于已有脱硫设备的新建脱硝工程,设备占地面积小,改造工程量小,施工周期短。
3.3工艺流程说明
烟气处理流程:在除尘器出口的烟气进入臭氧混合反应装置,在混合反应装置内注入臭氧,使臭氧与烟气充分混合,将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物,包括NO2,N2O3,N2O5等,极短的时间内完成反应。随后在吸收塔前段的烟道中,雾化喷淋经催化激活后的双氧水溶液,将烟气中残余的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。然后烟气进入吸收塔,喷淋碱性溶液将烟气中的SOx和被氧化的NOx同时吸收,确保,NOx排放浓度40mg/Nm3,最后达标烟气进入烟囱排放工艺流程见图4-1。本项目脱硝系统主要包括:臭氧氧化系统、双氧水氧化系统、湿法吸收系统、电气控制系统等,以下部分将分别进行详细说明。
 低温脱硝:双氧水+臭氧组合氧化脱硝脱硫一体化 - 风月 - matodxhf的博客
 
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