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1、我國氮氧化物的排放情況：氮氧化物的危害隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，能源消耗帶來的環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，大氣煙塵、酸雨、溫室效應(yīng)和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。其中煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)是造成大氣污染、酸雨和溫室效應(yīng)的主要根源近年來，氮氧化物(NOx，包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O和N2O5等多種化合物）的治理已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點之一。在高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO約占95%。但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成NOx，故大氣中NO普遍以
2、NO的形式存在?？諝庵械腘O和NO2通過光化學(xué)反應(yīng)，相互轉(zhuǎn)化而達到平衡。在溫度較大或有云霧存在時，NO2進一步與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3),在有催化劑存在時，如加上合適的氣象條件，NO2轉(zhuǎn)變成硝酸的速度加快。特別是當(dāng)NO2與SO2同時存在時，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。此外，NOx還可以因飛行器在平流層中排放廢氣，逐漸積累，而使其濃度增大，此時NO再與平流層內(nèi)的O3發(fā)生反應(yīng)生成NO2、O2，NO2與O2進一步反應(yīng)生成NO和O2，從而打破O3平衡，使O3濃度降低導(dǎo)致O3層的耗損。我國
3、氮氧化物的排放情況在我國，二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)主要是由燃煤過程產(chǎn)生的。隨著我國經(jīng)濟實力的增強，耗電量也將逐步加大。目前，我國已經(jīng)開展了大規(guī)模的煙氣脫硫項目，但煙氣脫硝還未大規(guī)模的開展。有研究資料表明，如果繼續(xù)不加強對煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一,據(jù)統(tǒng)計,我國67%的氮氧化物(NOx)排放量來自于煤炭的燃燒。據(jù)國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計預(yù)測,2005年和2010年我國火電廠煤炭消耗量分別占全
4、國總量的56%和64%,火電廠NOx產(chǎn)生量占全國總量的50%。從燃煤消耗對NOx排放貢獻值來看,火電廠NOx排放控制是我國NOx排放總量控制關(guān)鍵所在。隨著我國最新的《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布實施以及《京都議定書》的正式生效,國內(nèi)對NOx的排放控制將日趨嚴(yán)格,在火力發(fā)電廠中采用有效的NOx排放控制措施勢在必行。在目前各種脫硝技術(shù)中,選擇性催化還原脫硝(SCR)是應(yīng)用最多、效率最高而且是最成熟的技術(shù)之一,該技術(shù)在20世紀(jì)70年代末80年代初首先由日本發(fā)展起來,之后迅速在日本、歐洲、美國等
5、國家和地區(qū)的電站得到應(yīng)用。我國煙氣脫硝技術(shù)的研究開展得相對較晚,目前已建或擬建的脫硝工程幾乎均以購買歐美和日本技術(shù)使用權(quán)為主,部分環(huán)保企業(yè)通過自主開發(fā)或引進消化吸收的方式也掌握了一定的煙氣脫硝技術(shù),但核心技術(shù)(特別是催化劑)仍未實現(xiàn)國產(chǎn)化,而引進技術(shù)存在技術(shù)使用費高、難以掌握核心技術(shù)、可升級性差等突出難題,制約著我國NOx治理的開展。SCR脫硝技術(shù)簡介:在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝技術(shù)。1975年在日本Shimoneski電廠建立了第一個SCR系統(tǒng)的示范工程，其后SC
6、R技術(shù)在日本得到了廣泛應(yīng)用。在歐洲已有120多臺大型裝置的成功應(yīng)用經(jīng)驗，其NOx的脫除率可達到80%~90%。到目前為止，日本大約有170套裝置，接近100GW容量的電廠安裝了這種設(shè)備，美國政府也將SCR技術(shù)作為主要的電廠控制NOx的主要技術(shù)，報道指出SCR方法已成為目前國內(nèi)外電廠脫硝比較成熟的主流技術(shù)。SCR法煙氣脫硝原理在催化劑作用下，向溫度約280～420℃的煙氣中噴入氨，將NO和NO2還原成N2和H2O?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O6NO2+
7、8NH3→7NO2+12H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2OSCR法煙氣脫硝反應(yīng)原理圖如圖1所示。SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖如圖2所示。SCR脫硝催化劑種類SCR煙氣脫硝技術(shù)的關(guān)鍵是選擇優(yōu)良的催化劑。SCR催化劑應(yīng)具有:活性高、抗中毒能力強、機械強度和耐磨損性能好、具有合適的操作溫度區(qū)間等特點。SCR催化劑可以根據(jù)原材料、結(jié)構(gòu)、工作溫度、用途等標(biāo)準(zhǔn)進行不同的分類。蜂窩式、板式和波紋式SCR脫硝催化劑按結(jié)構(gòu)不同SCR脫硝催化劑分為蜂窩式、板式和波紋式。蜂窩式催化劑屬于均質(zhì)催化劑，以TiO3、V2O5、
8、WO3為主要成分，催化劑本體全部是催化劑材料，因此其表面遭到灰分等的破壞磨損后，仍然能維持原有的催化性能，催化劑可以再生。蜂窩式是目前市場占有份額最高的催化劑形式,它是以Ti-W-V為主要活性材料,采用TiO2等物料充分混合,經(jīng)模具擠壓成型后煅燒而成。其特點是單位體積的催化劑活性高,達到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小,適合灰分低于30g/m3、灰粘性較小的
