关于燃煤锅炉烟气脱硝技术的探究.pdf
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1、第 3 期关于燃煤锅炉烟气脱硝技术的探究刘尚文(宏晟电热公司,甘肃 嘉峪关735100)冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 3 期2024 年 3 月Vol.44 No.3Mar.2024摘要:在燃煤过程中会产生大量的烟气,且烟气中存在大量 NOX,只有脱除这些物质才能够降低烟气的污染程度,因此,文章运用文献分析法等方法对燃煤锅炉烟气脱硝技术进行了研究与探讨。在探究过程中先对燃煤锅炉烟气脱硝进行了分析,之后对常用的脱硝技术进行了探讨,最后分析了现有技术的改进策略。探究结果表明,常用的烟气脱硝技术有低氮燃烧技术、湿法脱硝技术等,但这些技术仍存在一些
2、不足,无法完全满足生产需求,为此需要根据实际情况对这些技术手段进行优化改进,从而进一步改善脱硝效果。关键词:燃煤锅炉;脱硝技术;催化剂作者简介:刘尚文(1994),男,甘肃甘谷人,主要研究方向:发电厂热能动力。部分工厂对燃煤锅炉的依赖性较强,但是燃煤锅炉在运行过程中会产生一些含有污染物的烟气,若直接排放烟气将会造成环境污染。灵活应用烟气脱硝技术可以促进烟气排放量达到国家标准,因此,在现有研究结果的基础上做好燃煤锅炉烟气脱硝技术的应用工作具有积极意义。1燃煤锅炉烟气及烟气脱硝概述1.1燃煤锅炉烟气燃煤锅炉属于能量转换设备,在工业生产中占据着重要地位。但燃煤锅炉在运行过程中会进行十分复杂的化学反应
3、与物理反应,产生一些烟气。这些烟气中会含有大量的二氧化硫、一氧化氮等重金属颗粒物,以及 SOx、NOx 等酸性气态污染物,其中 NOx 属于大气污染物,不仅会引发酸雨,也会诱发光化学烟雾并对植物造成损害。1.2烟气脱硝的必要性烟气脱硝指的是将生成的 NOx 还原为 N2,从而脱除烟气中的 NOx咱1暂。对工厂来说,进行烟气脱硝十分有必要。首先,进行烟气脱硝符合国家要求。从相关统计数据来看,2004 年燃煤锅炉的 NOx 排放量为 665.7 万吨,对环境造成严重影响,为此相关部门出台了一系列控制 NOx 排放的政策。在这种情况下,工厂只有进行烟气脱硝才能使烟气符合国家的排放标准。其次,烟气脱硝
4、可减少污染。NOx 污染物对大气以及人体健康的影响非常大,只有进行烟气脱硝才能够减少高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧等问题的发生,继而减少对环境以及人体健康的影响,所以工厂有必要进行烟气脱硝。2常用的燃煤锅炉烟气脱硝技术2.1低氮燃烧脱硝技术进行烟气脱硝的主要目的就是减少烟气中的NOx,而应用低氮燃烧技术可以通过改进燃烧设备、控制燃烧条件等方式有效减少燃烧过程中 NOx 的生成,继而减少烟气中的 NOx,因此低氮燃烧技术也是常用的烟气脱硝技术咱2暂。从实际情况来看,在燃烧过程中会影响 NOx 生成的因素有很多,例如煤种特性、燃烧温度、烟气在高温区的停留时间等,因此在应用低氮燃烧技术时需要从以下方
5、面入手:首先,可以灵活应用低氮燃料,从而减少燃烧过程中 NOx 的生成,继而控制污染物的排放。但这种方式的技术难度相对较大,成本也比较高,所以需要根据实际情况判断是否应用这一方式。其次,可以应用生成脱氮处理技术,即对燃烧锅炉的运行方式进行调整或改进。例如,可以降低燃煤锅炉的空气质量系数、降低燃煤锅炉的空气预热温度、在锅炉烟气中掺加助燃空气并降低助燃空气的氧浓度、应用浓淡燃烧技术等,从而减少烟气中的 NOx。2.2湿法脱硝技术湿法脱硝技术较为常用,且具有成本低、不改变锅炉结构、不改变锅炉操作方式、占地面积小以及设施简单等诸多优势,备受青睐。湿法脱硝技术的核心原理在于利用液体吸收剂来去除燃煤烟气中
6、的 NOx。不过,由于 NO 在水中的溶解性较低,应用该技术时需先将 NO氧化为 NO2。首先,稀硝酸吸收法主要是利用硝酸溶解度大于水这一特性通过硝酸吸收 NOx 中的 NO 与 N2。一般情况下,硝酸的浓度与其吸附作用、脱硝效果呈正比关系,但是在实际应用过程中会受到成本等相关因素的限制,所以在应用这种方法时需要将硝酸浓度控制在 15%20%这一范围内咱3暂。同时,也需要降低吸收温度、增加吸收压力,从而优化脱硝效果。其次,碱性溶液吸收法可以通过 NaOH、KOH 等碱性溶液吸收 NOx,效果较为良好。在应用这种技术时若想提高 NOx 吸收效率可以应用氨-碱溶液两级吸收这种方法,即先让氨、79冶
7、金与材料第 44 卷NOx 以及水蒸气进行反应并形成硝酸铵白烟雾,之后再利用碱性溶液吸收 NOx。2.3选择性催化还原脱硝技术选择性催化还原脱硝技术即 SCR 技术,指的是在催化剂的作用下通过还原剂有选择地与烟气中的 NOx相互反应并生成没有污染的 H2O 与 N2,具有脱除效率高、二次污染小、技术成熟等优势,但投资费用与运行成本相对较高。在应用这种技术手段时需要明确具体的工艺流程以及注意事项。第一,工艺流程。在应用选择性催化还原脱硝技术时需要先利用灌装卡车运输液氨这一还原剂,之后将液态氨注入到 SCR 系统当中并通过蒸发器进行蒸发汽化处理,使汽化后的氨与稀释空气相互混合并利用喷氨格栅将其喷入
8、到 SCR 反应器的烟气中,最后使还原剂与烟气在 SCR 反应器中催化剂的作用下相互反应并去除烟气中的 NOx咱4暂。第二,注意事项。在应用选择性催化还原脱硝技术时不仅需要明确工艺流程,也需要明确影响反应过程的各种因素,之后根据实际情况控制这些因素。首先,反应温度会对反应物的反应速度以及催化剂的反应活性产生较大影响,且反应温度越高,反应速度越快,因此在应用该技术时可以将 SCR 系统的温度设置在 320420之间。其次,空间速度指的是烟气在催化剂容积内的停留时间尺度,会对反应物的反应程度等各个方面产生较大影响,若空间速度过快就可能会导致反应物出现不完全反应等问题,因此在应用该技术时需要将空间速
9、度控制在合理范围内,例如 5.55m/s 左右。再次,烟气流型会对催化剂的应用效果产生直接影响,因此在应用该技术时需要重视烟气流场并形成均项流动区域。2.4选择性非催化还原脱硝技术选择性非催化还原脱硝技术即 SNCR 脱硝技术,可以在不应用催化剂的基础上直接通过还原剂进行还原反应,从而脱除烟气中的 NOx,具有投资少、运行成本低、占地面积小等优势,需提高对这一技术的重视程度。一方面,在应用该技术时需要完善 SNCR 系统,即构建由还原剂储藏罐、喷射器、控制系统、输送系统等部分共同构成的脱硝系统,如图 1。同时,在应用该技术时需要将氨水或尿素溶液等含有氨基的还原剂喷入到锅炉炉膛当中,使还原剂快速
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