本文主要介紹了脫硝技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，涉及低氮燃燒技術(shù)、SCR脫硝、SNCR脫硝、SCR脫硝缺點(diǎn)、脫硝催化劑、SCR系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容，詳情如下：
1 氮氧化物的的危害有哪些?
答：(1)、無論是NO、NO2或N2O，在空氣中的最高允許濃度為5mg/m3(以NO2計(jì))。
(2)、NOx與SO2一樣，在大氣中會(huì)通過干沉降和濕沉降兩種方式降落到地面，最終的歸宿是硝酸鹽或是硝酸。
(3)、大氣中的NOx有一部分進(jìn)入同溫層對臭氧層造成破壞，使臭氧層減薄甚至形成空洞，對人類生活帶來不利影響;同對NOx中的N2O也是引起全球氣候變暖的因素之一，雖然其數(shù)量極少，但其溫室效應(yīng)的能力是CO2的200-300倍。
2 影響NOx生成的主要因素有哪些?
答：鍋爐煙氣中的NOx主要來自燃料中的氮，從總體上看燃料氮含量越高，則NOx的排放量也就越大。此外還有很多因素都會(huì)影響鍋爐煙氣中的NOx含量的多少，有燃料種類的影響，有運(yùn)行條件的影響，也有鍋爐負(fù)荷的影響。
3 控制NOx的措施有那些?
答：有關(guān)NOx的控制方法從燃料的生命周期的三個(gè)階段入手，即燃燒前、燃燒中和燃燒后。當(dāng)前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的NOx控制。所以在國際上把燃燒中NOx的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施，把燃燒后的NOx控制措施稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術(shù)。
目前普遍采用的燃燒中NOx控制技術(shù)即為低NOx燃燒技術(shù)，主要有低NOx燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。應(yīng)用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原技術(shù)(SCR)、選擇性非催化還原技術(shù)以(SNCR)及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)。
4 什么是低氮燃燒技術(shù)
答：對NOx的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域的溫度和過量空氣量。因此，低NOx燃燒技術(shù)就是通過控制燃燒區(qū)域的溫度和空氣量，以達(dá)到阻止NOx生成及降低其排放的目的。目前常用的低NOx燃燒技術(shù)有如下幾種：
(1)燃燒優(yōu)化：通過調(diào)整鍋爐燃燒配風(fēng)，控制NOx排放的一種實(shí)用方法。它采取的措施是通過控制燃燒空氣量、保持每只燃燒器的風(fēng)粉(煤粉)比相對平衡及進(jìn)行燃燒調(diào)整，使燃料型NOx的生成降到最低，從而達(dá)到控制NOx排放的目的。
(2)空氣分級燃燒技術(shù)：是目前應(yīng)用較為廣泛的低NOx燃燒技術(shù)，它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進(jìn)行。該技術(shù)是將燃燒用風(fēng)分為一、二次風(fēng)，減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量(一次風(fēng))，提高燃燒區(qū)域的煤粉濃度，推遲一、二次風(fēng)混合時(shí)間，這樣煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)就形成了一個(gè)富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒，以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃燒產(chǎn)生的煙氣再與二次風(fēng)混合，使燃料完全燃燒。
(3)低NOx燃燒器：將前述的空氣分級及燃料分級的原理應(yīng)用于燃燒器的設(shè)計(jì)，盡可能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達(dá)到控制NOx生成量的目的，這類特殊設(shè)計(jì)的燃燒器就是低NOx燃燒器，一般可以降低NOx排放濃度的30——60%。
此外，還有燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)等技術(shù)對NOx進(jìn)行控制。近幾年投運(yùn)的大型機(jī)組，特別是超臨界、超超臨界機(jī)組基本都采用了低氮燃燒技術(shù)，較好的控制了NOx的排放濃度。而早些年投運(yùn)的機(jī)組，NOx排放濃度相對較高。
由于我國對環(huán)保的要求越來越高，對氮氧化物排放的限制將越來越嚴(yán)格，因此國內(nèi)一些大型鍋爐廠和一些工程公司等對低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行了較多的研究，特別是在已運(yùn)行的機(jī)組上如在一些已運(yùn)行的電站鍋爐上實(shí)施低氮燃燒改造的試驗(yàn)和工程應(yīng)用。實(shí)施低氮燃燒改造基本上是通過采用空氣分級、高位燃盡風(fēng)、濃淡燃燒器和空氣濃淡分布技術(shù)、降低燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對NOx的有效控制。
5 上鍋廠低NOx燃燒技術(shù)有什么特點(diǎn)?
答：在燃燒過程中降低NOx的生成的主要手段是采用分級燃燒，降低燃燒區(qū)域的氧濃度和降低火焰溫度。上鍋低NOx燃燒技術(shù)設(shè)計(jì)的基本理念是將低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒和特殊設(shè)計(jì)的低NOx燃燒器相結(jié)合，在揮發(fā)氮物質(zhì)形成時(shí)、非常關(guān)鍵的早期燃燒階段中將O2降低，從而達(dá)到它把整個(gè)爐膛內(nèi)分段燃燒和局部性空氣分段燃燒時(shí)降低NOx的能力結(jié)合起來，在初始的富燃料條件下促使揮發(fā)氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化成N2，因而達(dá)到大幅度降低NOx排放的目的。
上鍋低NOx燃燒技術(shù)在燃用設(shè)計(jì)煤種的情況下，機(jī)組負(fù)荷BMCR工況下鍋爐的NOx排放濃度保證值可達(dá)到不超過200mg/Nm3(O2=6%);機(jī)組負(fù)荷大于60%BMCR工況下鍋爐的NOx排放濃度保證可達(dá)到不超過250mg/Nm3(O2=6%)。
6 為什么低氮燃燒技術(shù)在低負(fù)荷時(shí)NOx的排放不易控制?
答：一般而言，為了保證汽溫，鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)通常會(huì)適當(dāng)提高燃燒時(shí)的過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)的提高使得燃燒中氧量偏高，分級燃燒效果降低，也就是沒有有效發(fā)揮空氣分級的特點(diǎn)以降低NOx的排放，這是鍋爐低負(fù)荷時(shí)NOx不易控制的主要原因。
另外，當(dāng)機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，即使不參與燃燒配風(fēng)的二次風(fēng)門全關(guān)時(shí)，風(fēng)門擋板仍留有一定的流通空隙，以保證約10%左右的二次風(fēng)通過，冷卻該燃燒器噴嘴。但由于鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，總的運(yùn)行風(fēng)量較小，而燃燒器停運(yùn)風(fēng)門全關(guān)時(shí)流通空隙的結(jié)構(gòu)，冷卻風(fēng)量占燃燒風(fēng)量的比例在低負(fù)荷時(shí)明顯增加，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的主燃燒器區(qū)域的低氧量無法保證，分級燃燒效果降低，因此低負(fù)荷控制NOx的效果不明顯。
7 上鍋廠的低NOx燃燒器有什么特點(diǎn)?
上鍋采用的是特殊的低NOx燃燒器，通過特殊設(shè)計(jì)的燃燒器結(jié)構(gòu)以及通過改變?nèi)紵鞯娘L(fēng)煤比例，將前述的空氣分級、燃料分級用于燃燒器本身，以盡可能地降低著火氧的濃度適當(dāng)降低著火區(qū)的溫度達(dá)到最大限度地抑制NOx生成的目的。
上鍋特殊的低NOx燃燒器主要包括預(yù)置水平偏角的輔助風(fēng)噴嘴(CFS)設(shè)計(jì)和強(qiáng)化著火煤粉設(shè)計(jì)。
8 上鍋廠的低NOx空氣分級燃燒技術(shù)有什么特點(diǎn)?
答：空氣分級燃燒的基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成?？諝夥旨壢紵饕休S向和徑向分級燃燒兩種。軸向分級燃燒指在距燃燒器上方一定位置處開設(shè)一層或兩層所謂燃盡風(fēng)噴口，將助燃空氣沿爐膛軸向(即煙氣流動(dòng)方向)分級送入爐內(nèi)，使燃料的燃燒過程沿爐膛軸向分級分階段進(jìn)行。徑向分級燃燒指將二次風(fēng)射流軸線向水冷壁偏轉(zhuǎn)一定角度，形成一次風(fēng)煤粉氣流在內(nèi)，二次風(fēng)在外的徑向分級燃燒。
空氣分級燃燒這一方法彌補(bǔ)了簡單的低過量空氣燃燒的缺點(diǎn)。在第一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)越小，抑制NOx的生成效果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導(dǎo)致燃燒效率降低、引起結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。因此為保證既能減少NOx的排放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須正確組織空氣分級燃燒過程。
軸向分級燃燒技術(shù)的主要通過緊湊燃盡風(fēng)CCOFA和分離燃盡風(fēng)SOFA進(jìn)行控制，而徑向分級燃燒技術(shù)則通過預(yù)置水平偏角的輔助風(fēng)噴嘴(CFS)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，上鍋低NOx燃燒技術(shù)能有效地將軸向分級燃燒和徑向分級燃燒進(jìn)行復(fù)合。
9 低NOx燃燒低過量空氣技術(shù)有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
答：使燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制NOx的生成。
另外當(dāng)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)按照較低的過量空氣系數(shù)時(shí)，如果實(shí)際運(yùn)行無法達(dá)到設(shè)計(jì)選取的過量空氣系數(shù)(實(shí)際運(yùn)行高于設(shè)計(jì)值)，會(huì)導(dǎo)致通過鍋爐各受熱部件的煙氣流速偏離設(shè)計(jì)值，因此將無法到達(dá)設(shè)計(jì)的換熱效果和受熱面防磨性的要求。
因此必須將降低NOx和提高燃燒效率相結(jié)合，在相應(yīng)的低過量空氣系數(shù)降低NOx排放的同時(shí)兼顧鍋爐整體受熱面的設(shè)計(jì)，優(yōu)化整體鍋爐的運(yùn)行性能。
10 什么是SCR煙氣脫硝技術(shù)?
答：SCR煙氣脫硝技術(shù)即選擇性催化還原技術(shù)(SelectiveCatalyticReduction，簡稱SCR)，是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑，利用催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等堿金屬)在溫度為200-450℃時(shí)將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?。由于NH3具有選擇性，只與NOx發(fā)生反應(yīng)，基本不與O2反應(yīng)，故稱為選擇性催化還原脫硝。在通常的設(shè)計(jì)中，使用液態(tài)純氨或氨水(氨的水溶液)，無論以何種形式使用氨，首先使氨蒸發(fā)，然后氨和稀釋空氣或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。
11 SCR法的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
答：SCR法是國際上應(yīng)用最多、技術(shù)成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是：由于使用了催化劑，故反應(yīng)溫度較低;凈化率高，可高達(dá)85%以上;工藝設(shè)備緊湊，運(yùn)行可靠;還原后的氮?dú)夥趴?，無二次污染。
12 SCR法的缺點(diǎn)有哪些?
答：SCR法存在一些明顯的缺點(diǎn)：煙氣成分復(fù)雜，某些污染物可使催化劑中毒;高分散度的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面，使其活性下降;系統(tǒng)中存在一些未反應(yīng)的NH3和煙氣中的SO2作用，生成易腐蝕和堵塞設(shè)備的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氫氨NH4HSO4,同時(shí)還會(huì)降低氨的利用率;投資與運(yùn)行費(fèi)用較高。
13 SCR系統(tǒng)里的NOx是如何被反應(yīng)的?
在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NO通過以下反應(yīng)被還原：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。
在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOx濃度的5%，NO2參與的反應(yīng)如下：2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。在絕大多數(shù)鍋爐的煙氣中，NO2僅占NOx總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。
14 SCR脫硝法的催化劑如何選擇?
答：SCR法中催化劑的選取是關(guān)鍵因素，對催化劑的要求是活性高、壽命長、經(jīng)濟(jì)性好不產(chǎn)生二次污染。在以氨為還原劑來還原NOx時(shí)，雖然過程容易進(jìn)行，銅、鐵、鉻、錳等非貴金屬都可起到有效的催化作用，但因煙氣中含有SO2、塵粒和水霧，對催化反應(yīng)和催化劑均不利，故采用銅、鐵等金屬作為催化劑的SCR法必須首先進(jìn)行煙氣除塵和脫硫;或者是選用不易受骯臟煙氣污染和腐蝕等影響的，同時(shí)要具有一定的活性和耐受一定溫度的催化劑，如二氧化鈦為基體的堿金屬催化劑，其最佳反應(yīng)溫度為300-400℃。
15 如何保證SCR系統(tǒng)NOx脫除效率?
答：SCR系統(tǒng)NOx脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOx反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來說，對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會(huì)增加，為了維持需要的NOx脫除率，就必須增加反應(yīng)器中NH3/NOx摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。
16 SCR脫硝過程中氨的氧化機(jī)理及危害?
答：氨的氧化將一部分氨轉(zhuǎn)化為其它的氮化合物?？赡艿姆磻?yīng)有：4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O2NH3+2O2→N2O+3H2O
影響氨氧化反應(yīng)的因素有：催化劑成分、煙氣中各組分和氨的濃度、反應(yīng)器溫度等。一般認(rèn)為在釩催化劑上，當(dāng)溫度超過399℃時(shí)，氨的氧化對脫硝過程才有顯著影響。
其危害：首先，達(dá)到給定的NOx脫除率需要的氨供給率將增加，需要添加額外的還原劑以替換被氧化的氨;第二，氨的氧化減少了催化劑內(nèi)表面吸附的氨，可能影響NOx脫除，可能導(dǎo)致催化劑體積不足;此外，由于氨不是被氧化就是與NOx反應(yīng)或者作為氨逃逸從反應(yīng)器中排出，因此氨的氧化使SCR工藝過程的物料平衡變得復(fù)雜。因此，SCR煙氣脫硝系統(tǒng)需要安裝氨逃逸的測量儀器。
17 SCR脫硝過程中SO2氧化的機(jī)理及危害?
答：SCR催化劑的氧化特性使燃用含硫煤的鍋爐的脫硝反應(yīng)器也會(huì)將SO2氧化為SO3：2SO2+O2→2SO3。SO2氧化率受煙氣中SO2濃度、反應(yīng)器溫度、催化劑質(zhì)量、催化劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配方的影響。SO3的產(chǎn)生率正比于煙氣中SO2的濃度。增加反應(yīng)溫度也會(huì)加快SO2的氧化，當(dāng)溫度超過371℃時(shí)，氧化速率將迅速增加。
SO2氧化速率也與反應(yīng)器中催化劑的體積成正比，因此，為獲得高的脫硝效率和低的氨逃逸而設(shè)計(jì)的反應(yīng)器也會(huì)產(chǎn)生更多的SO3。
SO3與催化劑組分及煙氣組分反應(yīng)，形成固體顆粒沉積在催化劑表面或內(nèi)部，縮短催化劑壽命。SCR反應(yīng)器產(chǎn)生的SO3增加了煙氣中SO3的本底濃度。
18 SCR脫硝過程中銨鹽(如硫酸氫銨和硫酸銨)的形成機(jī)理及危害。
答：約在320℃以下，SO3和逃逸的氨反應(yīng)，形成硫酸氫銨和硫酸銨：NH3+SO3+H2O→NH4HSO42NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4
這些物質(zhì)從煙氣中凝結(jié)并沉積，可以使催化劑失活;造成SCR系統(tǒng)的下游設(shè)備沾污和腐蝕，增加空氣預(yù)熱器的壓降并降低其傳熱性能;使飛灰及脫硫裝置副產(chǎn)物不適合于特定的用途。
降低上述影響是將氨逃逸量維持在低水平以及控制燃用含硫燃料鍋爐SCR裝置的SO2氧化率。銨鹽沉積開始的溫度是氨和SO3濃度的函數(shù)，為了避免催化劑沾污，在滿負(fù)荷條件下，SCR系統(tǒng)運(yùn)行溫度應(yīng)該維持在320℃以上。
19 影響SCR脫硝性能的因素有哪些?
答：影響SCR脫硝性能的幾個(gè)關(guān)鍵因素有：反應(yīng)溫度、煙氣速度、催化劑的類型、結(jié)構(gòu)和表面積以及煙氣/氨氣的混合效果。
催化劑是SCR系統(tǒng)中的主要部分，其成分組成、結(jié)構(gòu)、壽命及相關(guān)參數(shù)直接影響SCR系統(tǒng)的脫硝效率及運(yùn)行狀況。不同的催化劑適宜的反應(yīng)溫度也差別各異。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。如果反應(yīng)溫度太低，催化劑的活性降低，脫硝效率下降，則達(dá)不到脫硝的效果。
此外催化劑在低溫下持續(xù)運(yùn)行，還將導(dǎo)致催化劑的永久性損壞;如果反應(yīng)溫度太高，則NH3容易被氧化，生成NOx的量增加，甚至?xí)鸫呋瘎┎牧系南嘧?，?dǎo)致催化劑的活性退化。在相同的條件下，反應(yīng)器中的催化劑表面積越大，NO的脫除效率越高，同時(shí)氨的逸出量也越少。
NH3輸入量必須既保證SCR系統(tǒng)NOx的脫除效率，又保證較低的氨逃逸率。只有氣流在反應(yīng)器中速度分布均勻及流動(dòng)方向調(diào)整得當(dāng)，NOx轉(zhuǎn)化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。采用合理的噴嘴格柵，并為氨和煙氣提供足夠長的混合煙道，是使氨和煙氣均勻混合的有效措施，可以避免由于氨和煙氣的混合不均所引起的一系列問題。
20 運(yùn)行中影響催化劑壽命的因素有哪些?
答：因?yàn)槲覐SSCR催化劑是在未經(jīng)除塵的煙氣中工作，故壽命會(huì)受到下列因素的影響：
1)、煙氣攜帶的飛灰中含有Na、K、Ca、Si、As等時(shí)，會(huì)使催化劑“中素”或受污染，從而降低催化劑的效能。
2)、飛灰對催化劑反應(yīng)器的磨損。
3)、飛灰使催化劑反應(yīng)器通道堵塞。
4)、煙氣溫度降低，氨分子與SO3和H2O反應(yīng)生成(NH4)2SO4或NH4HSO4，這是種有黏性的物質(zhì)，會(huì)附著在催化劑表面，易引起污染積灰進(jìn)而堵塞催化劑的通道和微孔。
5)、煙氣溫度過高會(huì)使催化劑燒結(jié)或失效。
21 SCR脫硝系統(tǒng)對空預(yù)器的性能有哪些影響?采取什么措施應(yīng)對?
答：由于氨與NOx的不完全反應(yīng)，會(huì)有少量的氨與煙氣一道逃逸出反應(yīng)器。逃逸的NH3與煙氣中的SO3和H2O形成NH4HSO4，在150-230℃時(shí)，會(huì)對空預(yù)器冷段形成強(qiáng)烈腐蝕，同時(shí)造成空預(yù)器積灰。
通常氨的逃逸率(體積分?jǐn)?shù))為1×10-6以下時(shí)，NH4HSO4生產(chǎn)量很少，堵塞現(xiàn)象不明顯;若氨逃逸率增加到2×10-6時(shí)，據(jù)日本AKK測試結(jié)果表明，空預(yù)器運(yùn)行半年后其阻力增加約30%;若氨逃逸率增加到3×10-6時(shí)，空預(yù)器運(yùn)行半年后阻力增加到50%，對引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)造成較大影響。
為防止空預(yù)器積灰堵塞，在冷段清洗方面需作特殊處理，如熱元件采用高通透性的波形;合并傳統(tǒng)的冷段和中溫段，使其冷段傳熱元件增高;空預(yù)器吹灰次數(shù)增加;吹灰器采用雙介質(zhì)，運(yùn)行時(shí)吹灰介質(zhì)為蒸汽，停機(jī)清洗介質(zhì)為高壓水等。為防止空預(yù)器腐蝕，冷段通常采用搪瓷表面?zhèn)鳠嵩??？傊ㄟ^改變空預(yù)器的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行中控制NH3逃逸率在較低水平，則SCR裝置不會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行。
22 SCR脫硝工藝由那些系統(tǒng)組成?
答：SCR系統(tǒng)一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統(tǒng)等組成。
23 SCR系統(tǒng)反應(yīng)器布置方式有那些?
答：按SCR反應(yīng)器在鍋爐煙道中三種不同的安裝位置可分為三種布置方式，即熱段/高含塵布置、熱段/低含塵和冷段布置。
(1)、熱段/高含塵布置：反應(yīng)器布置在空氣預(yù)熱器前溫度為360℃左右的位置，此時(shí)煙氣中所含有的全部飛灰和SO2均通過催化劑反應(yīng)器，反應(yīng)器的工作條件是在“不干凈”的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在300——400℃的范圍內(nèi)，適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度，因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在“不干凈”的煙氣中工作，因此催化劑的壽命會(huì)受下列因素的影響：
?、贌煔馑鶖y帶的飛灰中含有Na，Ca，Si，As等成分時(shí)，會(huì)使催化劑“中毒”或受污染，從而降低催化劑的效能。
②飛灰對催化劑反應(yīng)器的磨損。
?、埏w灰將催化劑通道堵塞。
?、苋鐭煔鉁囟壬撸瑫?huì)將催化劑燒結(jié)，或使之再結(jié)晶而失效，如煙氣溫度降低，NH3會(huì)和SO3反應(yīng)生成酸性硫酸銨，從而會(huì)堵塞催化劑和污染空氣預(yù)熱器。
?、莞呋钚缘拇呋瘎?huì)促使煙氣中的SO2氧化成SO3，因此應(yīng)避免采用高活性的催化劑用于這種布置。為了盡可能地延長催化劑的使用壽命，除了應(yīng)選擇合適的催化劑之外，要使反應(yīng)器通道有足夠的空間以防堵塞，同時(shí)還要有防腐措施。
(2)、熱段/低含塵布置：反應(yīng)器布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間，這時(shí)，溫度為300——400℃的煙氣先經(jīng)過電除塵器以后再進(jìn)入催化劑反應(yīng)器，這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應(yīng)器磨損或堵塞，但煙氣中的SO3始終存在，因此煙氣中的NH3和SO3反應(yīng)生成硫酸銨而發(fā)生堵塞的可能性仍然存在。采用這一方案的最大問題是，靜電除塵器很難在300——400℃的溫度下正常運(yùn)行，因此很少采用。
(3)、冷段布置：反應(yīng)器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后，這樣催化劑將完全工作在無塵、無SO2的“干凈”煙氣中，由于不存在飛灰對反應(yīng)器的堵塞及腐蝕問題，也不存在催化劑的污染和中毒問題，因此可以采用高活性的催化劑，減少了反應(yīng)器的體積并使反應(yīng)器布置緊湊。
當(dāng)催化劑在“干凈”煙氣中工作時(shí)，其工作壽命可達(dá)3——5年(在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為2——3年)。這一布置方式的主要問題是，當(dāng)將反應(yīng)器布置在濕式FGD脫硫裝置后，其排煙溫度僅為50——60℃，因此，為使煙氣在進(jìn)入催化劑反應(yīng)器之前達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度，需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器，或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用。
對于一般燃油或燃煤鍋爐，其SCR反應(yīng)器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙氣溫度剛好適合SCR脫硝還原反應(yīng)，氨被噴射于省煤器與SCR反應(yīng)器間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣充分混合后在反應(yīng)器內(nèi)與氮氧化物反應(yīng)，SCR系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)行業(yè)績的脫硝效率約為50%——90%。
24 氨漏失(逃逸)有那些不利影響?
(1)、與SO3和H2O生成硫酸氫氨，造成空預(yù)器堵塞、堵塞催化劑孔道、造成ESP均流板堵塞。
(2)、與SO3和H2O生成硫酸氨，增加煙囪細(xì)微顆粒排放。
(3)、被脫硫漿液吸收，在皮帶脫水車間稀釋，散發(fā)臭味。
(4)、被飛灰顆粒捕捉，降低飛灰荷阻比，影響除塵效率并污染飛灰，影響粉煤灰的出售。
25 安裝SCR系統(tǒng)導(dǎo)致煙氣中SO3含量增大對機(jī)組運(yùn)行的影響?
答(1)、和氨漏失生成硫酸氫氨，使空預(yù)器和靜電除塵器堵塞。(2)、煙氣的酸露點(diǎn)溫度升高，造成設(shè)備腐蝕。(3)、硫酸霧使煙氣呈藍(lán)色，影響電廠環(huán)保形象。(4)、硫酸霧可能會(huì)在煙囪附近沉降，直接影響電廠。(5)、和氨漏失生成硫酸氨，增大細(xì)微顆粒排放。
26 安裝SCR脫氮裝置引起的煙氣流動(dòng)阻力對機(jī)組運(yùn)行的影響?
答：(1)、增大引風(fēng)機(jī)負(fù)載，造成引風(fēng)機(jī)電耗增大。
(2)、增大空預(yù)器熱端壓差，空氣側(cè)向煙氣側(cè)泄漏量增大且會(huì)造成空預(yù)器關(guān)鍵零部件受壓應(yīng)力增大，導(dǎo)致空預(yù)器故障。
27 何為SCR系統(tǒng)摩爾比?有什么作用?
答：SCR系統(tǒng)摩爾比指參與脫硝反應(yīng)的氨氮配比，即NH3/NOx，是SCR脫硝系統(tǒng)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)脫硝反應(yīng)方程式，1摩爾NH3與1摩爾NOx進(jìn)行反應(yīng)。理論上，假定所有氨參與反應(yīng)，NH3/NOx摩爾比為0.8時(shí)的脫硝效率可達(dá)到80%。根據(jù)所要求的脫硝效率為80%，氨逃逸率3ppm，則相應(yīng)的摩爾比約為0.812。
摩爾比可由程序決定或在現(xiàn)場調(diào)試時(shí)設(shè)定。摩爾比的計(jì)算公式如下：NH3/NOx摩爾比=脫硝效率/100+氨逃逸率/進(jìn)口NOx值在SCR控制系統(tǒng)中通過鍋爐煙氣流量、進(jìn)口NOx濃度和摩爾比三者的乘積計(jì)算出所需氨流量后送到控制器中，與實(shí)際氨流量進(jìn)行比較。對誤差信號進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，調(diào)整氨流量控制閥的開度，從需最終控制脫硝效率。
28 什么是SNCR煙氣脫硝技術(shù)?
答：SNCR煙氣脫硝技術(shù)是一種不需要催化劑的選擇性非催化還原技術(shù)(SelectiveNon-CatalyticReduction，簡稱SNCR)。該技術(shù)是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。
還原劑噴入爐膛溫度為850——1100℃的區(qū)域，該還原劑(尿素)迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2，該方法是以爐膛為反應(yīng)器，在爐膛850——1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑作用下，NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx，基本上不與煙氣中的O2作用，其主要反應(yīng)為：
NH3為還原劑：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
尿素為還原劑：NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
當(dāng)溫度高于1100℃時(shí)，NH3則會(huì)被氧化為NO，即：4NH3+5O2→4NO+6H2O
不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，NH3的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為850——1100℃。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使NOx還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過低時(shí)，氨的逃逸增加，也會(huì)使NOx還原率降低，且NH3是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，其逃逸會(huì)造成新的環(huán)境污染。
SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為25%——50%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低NOx燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。
29 引起SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有那些?
答：引起SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點(diǎn)煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應(yīng);另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)有效的部位，因?yàn)镹Ox在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點(diǎn)太少或噴到爐內(nèi)某個(gè)斷面上的氨分布不均勻，則會(huì)出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。
為保證脫硝反應(yīng)能充分地進(jìn)行，以最少的噴入NH3量達(dá)到好的還原效果，必須設(shè)法使噴入的NH3與煙氣良好地混合。若噴入的NH3不充分反應(yīng)，則逃逸的NH3不僅會(huì)使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上，而且煙氣中NH3遇到SO3會(huì)產(chǎn)生(NH4)2SO4易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕的危險(xiǎn)。
30 什么是SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)?
答：SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)是把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同SCR工藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步脫除NOx。它是把SNCR工藝的低費(fèi)用特點(diǎn)同SCR工藝的高效率及低的氨逃逸率進(jìn)行有效結(jié)合。該聯(lián)合工藝于20世紀(jì)70年代首次在日本的一座燃油裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)表明了該技術(shù)的可行性。
理論上，SNCR工藝在脫除部分NOx的同時(shí)也為后面的催化法脫硝提供所需要的氨。SNCR體系可向SCR催化劑提供充足的氨，但是控制好氨的分布以適應(yīng)NOx的分布的改變卻是非常困難的。為了克服這一難點(diǎn)，混合工藝需要在SCR反應(yīng)器中安裝一個(gè)輔助氨噴射系統(tǒng)。通過試驗(yàn)和調(diào)節(jié)輔助氨噴射可以改善氨氣在反應(yīng)器中的分布效果。
SNCR/SCR混合工藝可以達(dá)到40%——80%的脫硝效率，氨的逃逸小于5——10ppm。
31 脫硝工藝有那些副產(chǎn)物?
答：脫硝過程是利用氨將氮氧化物還原，反應(yīng)產(chǎn)物為無害的水和氮?dú)猓虼嗣撓踹^程不產(chǎn)生直接的副產(chǎn)物?？赡茉斐啥挝廴镜奈镔|(zhì)有逃逸的氨和達(dá)到壽命周期的廢催化劑。
逃逸的氨隨煙氣排向大氣，當(dāng)逃逸氨的濃度超過一定限值時(shí)，會(huì)對環(huán)境造成污染，因此氨逃逸水平是脫硝裝置主要的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)，也是脫硝裝置運(yùn)行過程中必須監(jiān)視和控制的指標(biāo)，脫硝裝置的氨逃逸水平典型的設(shè)計(jì)值為≤3ppm。當(dāng)氨逃逸量超過此限值時(shí)，應(yīng)更換催化劑。
廢催化劑可用作水泥原料或混凝土及其它筑路材料的原料或返回廠家處理從中回收金屬、再生等。
32 稀釋風(fēng)的作用有哪些?
答：稀釋風(fēng)由稀釋風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)提供，其主要作用如下：一是作為NH3的載體，降低氨的濃度使其到爆炸極限下限以下，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行;二是通過噴氨格柵將NH3噴入煙道，有助于加強(qiáng)NH3在煙道中的均勻分布，便于系統(tǒng)對噴氨量的控制。
33 聲波吹灰器的工作原理?
答：聲波吹灰器是利用聲波發(fā)生頭將壓縮空氣攜帶的能量轉(zhuǎn)化為高聲強(qiáng)聲波，聲波對積灰產(chǎn)生高加速度剝離作用和振動(dòng)疲勞破碎作用，使積灰產(chǎn)生松動(dòng)而脫離催化劑表面，以便煙氣或自身重力將其帶走。在聲波的高能量作用下，粉塵不能在熱交換表面積聚，可有效阻止積灰的生長。
34 聲波吹灰器與蒸汽吹灰器有何不同?
答：聲波吹灰技術(shù)是利用聲波發(fā)生器，把調(diào)制高壓氣流而產(chǎn)生的強(qiáng)聲波，饋入反應(yīng)器空間內(nèi)。由于聲波的傳播和空氣質(zhì)點(diǎn)高速周期性振蕩，可以使表面上的灰垢微粒脫離催化劑，而處于懸浮狀態(tài)，以便被煙氣流帶走。聲波除灰的機(jī)理是“波及”，吹灰器輸出的能量載體是“聲波”，通過聲場與催化劑表面的積灰進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到清除灰渣的效果。這種方式適合于松散積灰的清除，對黏結(jié)性積灰和嚴(yán)重堵灰以及堅(jiān)硬的灰垢無法清除。
而傳統(tǒng)的高壓蒸汽吹灰器，是“觸及”的方法，輸出的能量載體是“蒸汽射流”，靠“蒸汽射流”的動(dòng)量直接打擊換熱面上的灰塵，使之脫落并將其送走。這種方式適用于各種積灰的清除，對結(jié)性較強(qiáng)、灰熔點(diǎn)低和較黏的灰有較明顯效果。
35 氨的特性有哪些?
答：氨氣是無色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度小于空氣;易液化，在常壓下冷卻至-33.5℃或在常溫下加壓至700-800kPa，氣態(tài)氨就液化成無色液體;為易溶于水的堿性物質(zhì)。氨在空氣中可燃，但一般難以著火，連續(xù)接觸火源可燃燒，在651℃以上可燃燒，氨氣與空氣混合物的濃度在16%-25%時(shí)，遇到明火會(huì)燃燒和爆炸，如果有油脂或其他可燃性物質(zhì)，則更容易著火。
氨對人體生理組織具有強(qiáng)烈腐蝕作用，對皮膚及呼吸器官有強(qiáng)烈刺激性及腐蝕性。眼睛被濺淋高濃度氨，會(huì)造成視力障礙、殘疾。人體忍受氨的極限是50ppm，當(dāng)人吸入含氨嘗試達(dá)0.5%(5000ppm)以上的空氣時(shí)，數(shù)分鐘內(nèi)會(huì)引起肺水腫，甚至呼吸停止窒息死亡。根據(jù)國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GBZ2-2002)在作業(yè)場所，氨的短時(shí)間接觸容許濃度為30mg/Nm3，時(shí)間加權(quán)平均容許濃度為20mg/Nm3。
36 與氨氣或氨水的接觸后的處理方法?
答：1)、皮膚接觸：立即用水沖洗。如果沖洗后仍有過敏或燒傷，應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療。
2)、眼睛接觸：立即用大量的清水反復(fù)清洗15分鐘。
3)、呼吸道接觸：立即將人送到通風(fēng)處。如停止呼吸，采用人工呼吸急救法并盡可能快進(jìn)行醫(yī)療。
4)、體內(nèi)接觸：立即喝大量的水稀釋吸入的氨。不要嘗試使患者嘔吐。盡可能快進(jìn)行醫(yī)療。
37 制氨有那些方法?
答：一般有三種方法：尿素法，純氨法，氨水法。氨系統(tǒng)的三種方法中，使用尿素制氨的方法安全，但是，其投資、運(yùn)行總費(fèi)用最高;純氨的運(yùn)行、投資費(fèi)用低，但是，純氨的存儲(chǔ)需要較高的壓力，安全性要求較高。氨水介于兩者之間。
根據(jù)國內(nèi)外制造廠商的介紹，在日本和中國臺(tái)灣均采用純氨法，在歐洲根據(jù)不同地區(qū)的情況三種方法均有應(yīng)用。在國內(nèi)脫硝工程中，絕大多數(shù)脫硝工程采用純氨制備氨氣，純氨為通用的化工產(chǎn)品，可從市場采購到;通過市場調(diào)查，市場上純氨貨源供應(yīng)較為豐富
……(原文有刪改，詳見附件)
原標(biāo)題：【廢氣處理】脫硝技術(shù)實(shí)用問答100問！