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氧化法脱硝:一种无氨低碳的高效脱硝技术

新闻中心

氧化法脱硝:一种无氨低碳的高效脱硝技术

分类:
新闻动态
2021/03/23 14:58

随着钢铁行业明晰超低排放要求,烧结工序作为钢铁行业污染物排放的重要源头之一,其所产生的二氧化硫、氮氧化物别离占钢铁行业污染物总排放量的70%和50%左右,烧结工序已成为我国钢铁行业节能减排的重要领域。我国自2018 年打开的钢铁行业超低排放改造,已明晰烧结机头烟气、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度别离不高于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3

现在,钢铁行业脱硫、除尘的工艺现已非常老到,可以结束超低排放相应的目标,在技术路线上有许多选择。由于烧结烟气温度、湿度和烟气的组成比较复杂,烟气脱硝技术不可老到。因而,针对烧结烟气中氮氧化物减排技术的开发是未来几年钢铁行业污染物控制的首要作业之一。

烧结烟气脱硝工艺技术

工业烟气NOx排放控制技术首要有选择性催化恢复技术(SCR)、选择性非催化恢复技术(SNCR)、活性炭吸附技术、氧化脱硝技术等。

SCR 技术在燃煤锅炉烟气脱硝中具有广泛运用,该技术是在350~400 ℃温度规模内,在催化剂的作用下,喷入气态NH3将烟气中的NOx恢复成N2,脱硝功率一般在85% 左右。SNCR技术是在烟温850~1050℃时,将氨、尿素等恢复剂喷入烟气中与NOx产生反应生成氮气和水,但脱硝功率只能到达50%左右,脱硝率低。活性炭吸附技术运用活性炭的吸附性能将NOx吸附脱除,一同通入NH3可使NOx在活性炭表面产生催化恢复反应生成N2

由于我国烧结烟气温度较低,达不到SCR的操作温度,且上述三种工艺脱硝过程中需喷入氨气作为恢复剂,尤其是在进口氮氧化物高的情况下需求喷入过量的氨气导致存在氨逃逸等许多问题,故该类技术在烧结烟气脱硝运用中存在较大坏处。

氧化脱硝技术是选用强氧化剂将不易被吸收的NO氧化为可溶可吸收的高价氮氧化物,再经过湿法、干法/半干法吸收工艺进一步吸收反应去除高价氮氧化物。氧化法具有对烟温要求低、占地面积小、脱硝功率高级优势,越来越多的运用在烧结烟气脱硝上。现在较为老到运用的氧化办法首要包括亚氯酸钠溶液法、二氧化氯法、臭氧法等。

氧化脱硝技术原理

氧化脱硝技术是将难溶于水的NO氧化为高价态的NOx,其间NO2在水中溶解度别离为213g/dm3,运用高价态NOx易溶易吸收的特性,凭借原有的脱硫工艺结束脱硝,结束超低排放。

1、氧化原理

就当时概括运用情况来看,非臭氧法氧化工艺,如亚氯酸钠溶液法、二氧化氯法具有低温条件下氧化功率高、氧化选择性强、只氧化到NO2,无更高价氮氧化物。

亚氯酸钠溶液/二氧化氯气体具有强氧化性,在低温(80~150℃)下,接触时间0.3~1s内结束快速地将NO氧化为NO2,且对NO具有出色的氧化选择性[2]。

2、吸收原理

结束NO的高效氧化后,首要氧化产物NO2和SO2的协同吸收是脱除系统的重要环节。氧化法可以合作多种脱硫工艺结束同步脱硫脱硝。在此,以现在运用规模广、工作安稳的半干法循环流化床(CFB)工艺为例,分析NO2的吸收原理。

在氧化法结合半干法脱硫脱硝工艺中,CFB吸收塔内湿度较低,水在吸收剂颗粒表面构成一层液膜,与气相中的SO2和NO2产愤慨-液-固三相反应[3-4]。

一方面,部分NO2在吸收剂表面液膜中直接被水和碱性吸收剂吸收,生成硝酸钙和亚硝酸钙[2,5]。

另一方面,SO2对NO2的吸收存在较强的促进作用,在吸收剂表面的液膜中,SO2与H2O快速反应生成SO32-,SO32-具有恢复性,可以与NO2产生氧化恢复反应。有研讨标明,经过增加颗粒表面的相对湿度,增加颗粒表面液膜中SO32-浓度,然后促进NO2的吸收[2,5]。

在吸收塔内,经过吸收剂酸碱中和、以及SO2促进、NO和NO2协等多因素耦合作用机理,可结束NO2的高效吸收,满足NOx的排放浓度50mg/Nm3以下。

氧化脱硝技术展开与运用

对于与脱硫工艺配套的氧化法脱硝而言,前期束缚其大规模运用的首要一点便在于NO2的吸收。该工艺运用初期,经由NO氧化生成的NO2难以被后续脱硫工艺充分吸收,吸收率约在60~80%左右,烟囱出口构成黄烟(据相关研讨,烟囱排出气体中NO2浓度大于约10ppm时,可观测到黄烟现象),烟气观感差,难以结束真实意义的超低排放。但跟着技术的机理性深入研讨与实践探究,现有氧化法脱硝已可经过调度NO氧化份额、调控脱硫工艺系统工作参数、选用复配脱硫剂等多重办法结束NO2的高效吸收,吸收率可达90%以上,一同控制工作本钱在合理规模之内。一般进口NOx浓度在300mg/Nm3水平情况下,可以满足NO2浓度长期安稳保持在5ppm左右,NO浓度长期安稳保持在7~10ppm之间动摇。这样即可满足观感没有黄烟现象,又可以保证出口NOx浓度不高于30.8mg/Nm3左右的超低排放水平要求。

跟着脱硝技术的晋级,相关监测设备也在不断完善。为满足超低排放监测需求,环保部于2017年发布了新的环保标准(《HJ75-2017固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术标准》),明晰要求烟气在线监测系统中氮氧化物测量需对NO和NO2一同进行测量,不允许只监测烟气中的NO,然后保证测量结果的真实牢靠。

现在商场上可一同直接测量NO和NO2的烟气在线监测系统分析仪首要有紫外差分吸收分析仪、高温滤波红外分析仪以及傅里叶红外分析仪。该种直接测量NO和NO2含量的烟气在线监测系统测量准确但本钱投入较高,相对运用较少。运用更多的为经过转化炉将NO2转化为NO后同时测量。商场中NO2转化炉通常选用钼作为催化剂,在高温环境下将NO2恢复为NO,然后测得NOx总量。在前端脱硫脱硝设备正常工作情况下,转化炉的寿数可在两年左右(以雪迪龙NOX-001转化器为例,转化功率≥95%,NO2浓度<200ppm,寿数14个月以上),定时保护,到期替换,可保证高转化功率工作,保证CEMS出口数据准确。

技术的晋级更新,监测手法的不断完善,环保大数据的实时监控,保证了氧化法脱硝结束了真实意义上的超低排放。

结语

跟着国家环保标准的日趋严厉,氧化法脱硝以其脱硝功率高、烟气不需求升温(低碳排)、不产生氨逃逸、改造难度小、对烟气状况要求低、易于布置及控制等许多优势,得到了逐步推广,为钢铁企业深度管理与绿色展开供给了更为多样的选择,已成为烧结烟气脱硝工艺中的生力军。