選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)展及工程應(yīng)用.pdf

《選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)展及工程應(yīng)用.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜述選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)展及工程應(yīng)用112張　強,許世森,王志強(1.國電熱工研究院,陜西西安　710032;2.西安交通大學(xué),陜西西安　710049)[摘　要]　對目前廣泛應(yīng)用及正在研究的選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)及催化劑進(jìn)行了綜述。詳細(xì)分析了影響SCR過程的諸因素,如反應(yīng)溫度、煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的空間速度、煙氣流型及與氨的湍流混合,以及催化劑鈍化等,并提出了預(yù)防措施。指出目前SCR雖然技術(shù)成熟,脫硝效率高,但其投資和運行費用亦很高,成為限制SCR發(fā)展應(yīng)用的主要原因。介紹了可使SCR整體成本降低的低溫

2、SCR技術(shù)的進(jìn)展和研究目標(biāo)。[關(guān)鍵詞]　煙氣;脫硝技術(shù);選擇性催化還原(SCR);氮氧化物(NOx);催化劑[中圖分類號]X511[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]10023364(2004)04000106　　酸雨、光化學(xué)煙霧及溫室效應(yīng)主要是由于大氣中中使用;而干法,特別是選擇性催化還原(SCR),由于的硫氧化物(SO2)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)及其效率高,相對價格低廉,目前廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外的工其它的一些有機(jī)化合物所導(dǎo)致,對土壤及生態(tài)環(huán)境系程中,亦成為電站煙氣脫硝的主流技術(shù)。統(tǒng)帶來了不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重影響。近年來,在

3、污染物控制方面,許多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作。就火力發(fā)1SCR反應(yīng)過程的化學(xué)基礎(chǔ)電產(chǎn)生的NOx來說,它的形成主要來源于燃燒過程,大部分是由燃燒中的含氮化合物在燃燒過程中氧化而在氮氧化物(NOx)選擇還原過程中,通過加氨成(燃料型NOx),另一部分由空氣中的氮在高溫下氧(NH3)可以把NOx轉(zhuǎn)化為空氣中天然的氮氣(N2)和水化而成(熱力型NOx)。此外,還有極少一部分,根據(jù)(H2O)。主要的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:Fenimore[1]的解釋,在火焰前沿的早期階段,在碳?xì)浠?NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)合物的參與影

4、響及在一定的過?？諝夂蜏囟认?分子6NO+4NH3→5N2+6H2O(2)氮通過中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為NOx(瞬態(tài)型NOx)。典型的電6NO2+8NH3→7N2+12H2O(3)站排放的NOx由95%NO和5%NO2組成。因此,目前2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(4)絕大部分研究都是主要針對NO展開的,包括燃燒過由于煙氣中氮氧化物主要是NO,反應(yīng)式(1)無疑程控制和燃燒后煙氣脫硝工藝。燃燒過程控制已通過是發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)。所需的NH3/NOx比接近化低NOx燃燒器應(yīng)用、煙氣再循環(huán)、空氣及燃燒分級、水學(xué)計量關(guān)系。在不添加

5、催化劑的條件下,上述NOx還或水蒸氣的射入實現(xiàn)。這些方法總體來講,脫硝效率原反應(yīng)較理想的溫度為800℃～900℃,溫度范圍很狹低,而且會對鍋爐產(chǎn)生負(fù)面影響。燃燒后脫硝包括濕窄。當(dāng)溫度在1050℃～1200℃時,NH3會氧化成法和干法,其中濕法吸收由于價格高,幾乎沒有在實際NO,而且,NOx還原速度會很快降下來。當(dāng)溫度低于收稿日期:20031020作者簡介:　張強(1965),男,陜西西安人,博士(后),現(xiàn)為國電熱工研究院高級工程師,主要從事電站污染物控制的研究。熱力發(fā)電·2004(04)1技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜述800℃時,反應(yīng)速度很慢

6、,此時需要添加催化劑,因此材料WO3的添加,有助于抑制SO2的轉(zhuǎn)化。其它的活有SCR工藝和SNCR(選擇性非催化還原)工藝之分。性材料還有Mo、Cr等,它們可起到助催化劑及穩(wěn)定劑在選擇性催化還原工藝中,催化劑安放在一個像的作用。目前,廣泛應(yīng)用的SCR催化劑大多是以TiO2固體反應(yīng)器的箱體內(nèi),煙氣穿過反應(yīng)器流過催化劑表為載體,以V2O5或V2O5WO3、V2O5MoO3為活性成面(圖1)。催化劑單元通常垂直布置,煙氣由上向下分。例如TopsΦe公司研發(fā)的波紋狀脫硝系列催化劑流動。有時也采用水平布置。(圖2),是以纖維狀的TiO

7、2為載體,將精細(xì)的V2O5及WO3混合物均勻分布在催化劑表面。圖1SCR反應(yīng)系統(tǒng)圖2　波紋狀脫硝催化劑結(jié)構(gòu)TopsΦe公司提供7種規(guī)格的催化劑(表2),覆蓋2　工業(yè)上廣泛應(yīng)用的SCR催化劑了從低灰到高灰的應(yīng)用。這些催化劑為多孔狀,V2O5含量相對低,因此SO2氧化速率低,但仍然具有較高的從原理上講,最好能使NO直接分解,然而因在低脫硝活性。工程實踐也證明這種催化劑脫硝活性高,溫時受到熱力學(xué)限制,其反應(yīng)速度十分緩慢,而且至今同時對SO2的氧化速率小。沒有發(fā)現(xiàn)有效的催化劑。因此,目前能使NO轉(zhuǎn)化為N表2TopsΦe公司的SCR脫

8、硝催化劑規(guī)格2的工程過程,必須使用還原劑(例如NH3)。①當(dāng)量直徑/mm壁厚度/mm灰塵含量應(yīng)用根據(jù)使用催化劑種類的催化反應(yīng)溫度,SCR工藝3.30.6低燃油、氣鍋爐分成高溫、中溫和低溫3種。一般中溫300℃～4005.00.6中燃油鍋爐℃,高溫大于400℃,低溫小于300℃。根據(jù)選擇的催