由于爐內低氮燃燒技術的局限性, 對于燃煤鍋爐,采用改進燃燒技術可以達到一定的除NOx 效果,但脫除率一般不超過60%。使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx 的排放,對燃燒后的煙氣進行脫硝處理。 目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法(SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。就目前而言,干法脫硝占主流地位。其原因是:NOx與SO2相比,缺乏化學活性,難以被水溶液吸收;NOx 經還原后成為***的N2和O2,脫硝的副產品便于處理;NH3對煙氣中的NO可選擇性吸收,是良好的還原劑。
濕法與干法相比,主要缺點是裝置復雜且龐大;排水要處理,內襯材料腐蝕,副產品處理較難,電耗大(特別是臭氧法)。
煙氣脫硝技術有氣相反應法(如SCR法)、電子束法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等幾類。
1.1.2.1煙氣脫硝處理方法
1、 爐膛噴射法
爐膛噴射法實質是向爐膛噴射還原性物質,可在一定溫度條件下還原已生成的NOx,從而降低NOx的排放量。包括噴水法、二次燃燒法(噴二次燃料即前述燃料分級燃燒)、噴氨法等。
噴氨法亦稱選擇性非催化還原法(SNCR),是在無催化劑存在條件下向爐內噴入還原劑氨或尿素,將NOx還原為N2和H2O。它建設周期短、投資少、脫硝效率中等,比較適合于對中小型電廠鍋爐的改造。還原劑噴入鍋爐折焰角上方水平煙道(900~1000℃),在NH3/NOx摩爾比2~3情況下,脫硝效率30%~50%。在950℃左右溫度范圍內,反應式為:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
當溫度過高時,會發生如下的副反應,又會生成NO:
4NH3+5O2→4NO+6H2O
當溫度過低時,又會減慢反應速度,所以溫度的控制是至關重要的。該工藝不需催化劑,但脫硝效率低,高溫噴射對鍋爐受熱面安全有一定影響。存在的問題是由于溫度隨鍋爐負荷和運行周期而變化及鍋爐中NOx濃度的不規則性,使該工藝應用時變得較復雜。在同等脫硝率的情況下,該工藝的NH3耗量要SCR工藝,從而使NH3的逃逸量增加。因此影響SNCR系統性能設計和運行的主要因素是:
(1)反應溫度范圍;
(2)溫度區的滯留時間;
(3)噴入的反應劑與煙氣混合程度;
(4)處理前煙氣中NOx濃度;
(5)噴入的反應劑與NOx的摩爾比;
(6) 氨的逃逸量。
下圖所示為以尿素為還原劑的SNCR工藝流程,該流程由4部分組成:
(1)反應劑的接收和儲存;
(2)反應劑的計量稀釋和混勻;
(3)稀釋的反應劑噴入鍋爐合適的部分;
(4)反應劑與煙氣的混合"