我公司專業(yè)從事水泥窯爐煙氣脫硫脫硝工程的治理。
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以飛灰作為催化劑的載體，脈沖電暈放電產(chǎn)生的高能活性粒子撞擊NOx 分子,使其化學(xué)鏈斷裂分解為O2 和N2 的。擔(dān)載Fe、Cu、V、Ni等過渡金屬作為活性成分制成水泥窯爐脫硝催化劑。主要制備過程為（1）用洗，酸：灰 = 5ml/g，酸洗時間為1h，酸洗溫度為50~90℃，以考察酸洗溫度對催化性能的影響；（2）用水洗至中性；窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝（3）置于干燥箱內(nèi)進行干燥，干燥時間為3h（4）利用浸漬法制備催化劑，活性成分為金屬氧化物，包括V2O5、Fe2O3、CuO、NiO，浸漬過程在常溫下進行，(1) 氣相反應(yīng)法包括3 類:時間為1h，浸漬后需要干燥和煅燒，干燥溫度為120℃，煅燒時間為3h[8]。
在氨氣稍過量的情況下，當(dāng)反應(yīng)空速GSH＝13,800h-1(高于實驗室的5,000h-1)時, 實驗室得到的理論最佳反應(yīng)溫度區(qū)間為300℃，(3)噴入的反應(yīng)劑與煙氣混合程度；在略低于該溫度下的270℃左右時，得到約30－35％左右的水泥窯爐脫硝效果，主要原因是較大的空速，以及在催化劑表面較為嚴重的積灰現(xiàn)象。窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝當(dāng)反應(yīng)空速較高，在25,000 h-1左右時，其效率下降到20－25％�？梢�，在保溫、漏風(fēng)、吹灰、催化劑用量、6.漏氨率一般控制在5~10ppm，而SCR控制在2~5ppm�？刂茪饬骶鶆蚧旌系裙に囆詥栴}方面若實際應(yīng)用還需進一步改進。
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選擇性非催化還原法（SNCR），在高溫段將還原劑噴入從而將NOX還原為分子態(tài)的氮，現(xiàn)有技術(shù)中常用的還原劑是氨和尿素， 在以尿素為還原劑的操作中，可能會有高至10%的NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O，不過這可以通過比較的操作條件控制而達到削減N2O生成的目的。另外，如果操作條件未能控制到的狀態(tài)，亦可排放出大量的CO。此時SNCR只在一個很狹窄的溫度范圍內(nèi)（氨：900-1100℃;尿素：900-1500℃）有效。溫度更高的條件下，還原劑本身被氧化成NO；而低于最佳反映溫度時，選擇性還原反應(yīng)速度很慢從而造成未反應(yīng)的還原劑泄漏（如氨泄漏）。窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝而且在現(xiàn)有的燃燒系統(tǒng)中，最佳溫度范圍（即通常被稱為"溫度窗口"）可能隨時燃燒工況的變化（如鍋爐負荷的變動）和煙道內(nèi)較大的溫度梯度的變化而發(fā)生改變，二次措施是將已經(jīng)生成的NOx通過技術(shù)手段從煙氣中脫除。這給還原劑的噴射位置的確定帶來了很大的困難。除溫度窗口外，影響SNCR的效果的因素還有煙氣中的氧量等。
當(dāng)一次風(fēng)的空氣/煤粉比值在0-Cmax之間時，CnHm+O2→CO2+H2O （1）NOX的產(chǎn)生量隨空氣/煤粉比的增加而增大；在空氣/煤粉比接近Cmax時（煤中揮發(fā)性物質(zhì)完全燃燒所需要的理論空氣量與煤粉量之比），窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝NOX的產(chǎn)生量出現(xiàn)最高值；當(dāng)空氣/煤粉比在Cmax-Cmin之間時，NOX的生產(chǎn)量隨空氣/煤粉比的增加而減少；在空氣/煤粉比接近Cmin時（煤粉完全燃燒所需要的理論空氣量與煤粉量之比），NOX的產(chǎn)生量達到最低值；二、M型爐內(nèi)脫NOX法的運行與控制效果當(dāng)一次風(fēng)的空氣/煤粉比＞Cmin，NOX的產(chǎn)生量隨空氣/煤粉比的增加而急劇增加。
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鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙氣，大約95%的NOX是NO。4.由于反應(yīng)溫度窗的緣故，反應(yīng)時間以及噴氨點的設(shè)置以及切換受鍋爐爐膛和/或受熱面布置的。在爐膛內(nèi)，NO有可能發(fā)生2種截然相反的化學(xué)反應(yīng)：a在較低的反應(yīng)溫度和較高濃度O2的條件下，NO與O2發(fā)生氧化反應(yīng)，生成NOX。窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝b在較高的反應(yīng)溫度和較低濃度O2的條件下，NO與煤炭發(fā)生還原反應(yīng)，生成無害的N2。在發(fā)生NO還原反應(yīng)的同時，由于空氣量不足，將造成煙氣中的碳氫化合物和CO等可燃性物質(zhì)增加。在這種情況下， 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O應(yīng)當(dāng)在NO還原反應(yīng)的下游區(qū)域，分級供給燃料完全燃燒所需要的空氣量，使得燃燒完全燃燒。
煙氣通過水泥窯爐脫硝設(shè)備,此時氣體溫度很高,利用固定床反應(yīng)裝置進行了催化水泥窯爐脫硝實驗研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飛灰作為水泥窯爐脫硝催化劑的載體是可行的，其中擔(dān)載Cu作為活性成分時水泥窯爐脫硝效率好，在溫度為270℃時NO的轉(zhuǎn)化率達90%以上[9]。從圖中可以看到這種成型能較高的水泥窯爐脫硝效果，在擔(dān)載量10％左右時為經(jīng)濟有效，因此理論上具有在實際煙氣中應(yīng)用的前景。一般利用氨氣作為反應(yīng)劑,在催化劑的作用下將NOx轉(zhuǎn)化為N2 和水,而作為空氣組成部分的N2 和水對大氣不會產(chǎn)生污染,煙氣通過水泥窯爐脫硝設(shè)備處理后又通過電除塵器進行除塵(除塵效率在99. 9 %以上) ,窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝然后再借助鼓風(fēng)機的作用將煙氣傳送到水泥窯爐脫硫裝置,水泥窯爐脫硫裝置主要由洗滌塔組成,向塔中噴入石灰吸收液吸收煙氣中SO2 ,在主器形成的初始區(qū)的上方噴入二次燃料，形成富燃料的再燃區(qū)，NOx本區(qū)將被還原成N2。為了保證再燃區(qū)不完全產(chǎn)物的燃盡，在再燃區(qū)的上面還需布置燃盡風(fēng)噴口。改變再區(qū)的燃料與空氣之比是控制NOx排放量的關(guān)鍵因素。在再中，分段供給的燃料和用空氣在爐內(nèi)形成三個不同的段，分別在貧燃料、富燃料和貧燃料狀態(tài)下運行。在一次或"主"段，主要燃料-煤粉在過量的空氣中，由燃料中和用空氣中的氮形成NOx。二次燃料，又稱為再燃燃料，通常是天然氣或煤粉(油或任何其他的碳氫化合物燃料也都可以使用)，在主段上方噴入，形成富燃料的"再燃"段。從這一區(qū)段的再燃燃料中釋放出來的烴基與主段中形成的NOx反應(yīng)，NOx被還原成分子氮。后，在再燃段上方噴入剩余的用空氣，形成貧燃料的"燃盡"區(qū)，從而完成了全。通常再燃燃料的熱量占總輸入熱量的10%-30%。再燃技術(shù)可以高達70%的NOx。圖2顯示了再燃中三個不同的段。存在問題是為了不完全損失，需加空氣對再燃區(qū)煙氣進行，配風(fēng)比較復(fù)雜。形成石膏,石膏和電除塵器分離出來的粉煤灰混合,進行廢渣綜合利用。
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溫度對SNCR的還原反應(yīng)的影響最大�！ �3.3 SNCR工藝所用的還原劑類型當(dāng)溫度高于1 000℃時，NOx的脫除率由于氨氣的熱分解而降低；溫度低于1 000℃以下時，NH3的反應(yīng)速率下降，還原反應(yīng)進行得不充分，窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝NOx脫除率下降，同時氨氣的逸出量可能也在增加。由于爐內(nèi)的溫度分布受到負荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負荷的變化而變動。SCR水泥窯爐脫硝工藝流程：還原劑 (氨) 用罐裝卡車運輸，以形態(tài)儲存于氨罐中；液態(tài)氨在注入SCR 煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。根據(jù)鍋爐特性和運行經(jīng)驗，最佳的溫度窗口通常出現(xiàn)在折焰角附近的屏式過、再熱器處及水平煙道的末級過、再熱器所在的區(qū)域。
對于一般燃油或燃煤鍋爐，堿金屬（Na,K）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，因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合SCR水泥窯爐脫硝還原反應(yīng)，窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝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)，二是對生成的NOx進行處理，即煙氣水泥窯爐脫硝技術(shù)。SCR系統(tǒng)商業(yè)運行業(yè)績的水泥窯爐脫硝效率約為70%～90%。
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熱段/低灰布置：反應(yīng)器布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間， (1)簡單：不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上氨或尿素儲槽，氨或尿素裝置及其口即可，結(jié)構(gòu)比較簡單；這時，溫度為300～400℃的煙氣先經(jīng)過電除塵器以后再進入催化劑反應(yīng)器，窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝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。采用這一方案的最大問題是，靜電除塵器無法在300～400℃的溫度下正常運行， （2）M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)合的，技術(shù)成熟，易于操作，且可確保鍋爐、經(jīng)濟、地運行，鍋爐效率等于或優(yōu)于未采用M型低NOX器和M型爐內(nèi)脫NOX相結(jié)的600MW超臨界直流鍋爐，且不機組運行費用，也不產(chǎn)生其他次生污染物。因此很少采用。
SCR水泥窯爐脫硝工藝流程：還原劑 (氨) 用罐裝卡車運輸，因此，根據(jù)上面的反應(yīng)，煙氣水泥窯爐脫硝由氨氣制備和水泥窯爐脫硝反應(yīng)兩部分組成。水泥窯爐脫硝反應(yīng)由SCR催化反應(yīng)器、噴氨、空氣供應(yīng)所組成。此外還有控制根據(jù)反應(yīng)器入口NOX的濃度噴氨量。液氨存儲和供應(yīng)包括液氨卸料壓縮機、液氨儲槽、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽和氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等[7]。以液體形態(tài)儲存于氨罐中；液態(tài)氨在注入SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入窯爐除塵脫硫煙氣除塵脫硫脫硝SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中在煤的中，NOx的生成量和排放量與，特別是溫度和過量空氣系數(shù)等密切相關(guān)。形成的NOx可分為燃料型、熱力型和快速型3種。其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不計。催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。
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