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，催化劑選型主要因素?fù)?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；水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝（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，當(dāng)煙氣中有氧氣時，反應(yīng)式優(yōu)先進行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。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℃，7、 堿金屬（Na，K）的毒化 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(yán)重的積灰現(xiàn)象。水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝當(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、目前較為成熟的氣相煙氣水泥窯爐脫硝技術(shù)有:選擇性催化還原法( SCR) 技術(shù)、電子束照射法和脈沖電暈等離子體法。液膜法和微生物法尚處于發(fā)展階段,還不成熟�？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，3、氨的儲備與供應(yīng) 卸料壓縮機、氨蒸發(fā)器（電/蒸汽）、氨罐、緩沖罐、稀釋槽。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）。水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝而且在現(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(fù)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，區(qū)的氧濃度對各種類型的NOx生成都有很大影響。當(dāng)過量空氣系數(shù)α<1，區(qū)處于"貧氧"狀態(tài)時，對于在該區(qū)中NOx的生成量有明顯效果。根據(jù)這一原理，把供給區(qū)的空氣量到全部所需用空氣量的70％左右，從而即了區(qū)的氧濃度也了區(qū)的溫度水平。因此，級區(qū)的主要作用就是NOx的生成并將推遲。所需的其余空氣則通過器上面的燃盡風(fēng)噴口送入爐膛與級所產(chǎn)生的煙氣混合，完成整個。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→H2+CO+Cn′Hm′ （3）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），水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝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；4、吸附法：主要的為活性炭。 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。(3) 吸附法脫除NOx 。常用的吸附劑有分子篩、活性炭、天然沸石、硅膠及泥煤等,其中有些吸收劑如硅膠、分子篩、活性炭等,兼有催化的性能,能將廢氣中的NO 催化氧化成NO2 ,然荷用水或堿吸收而得以回收。吸附法水泥窯爐脫硝效率高,能吸收NOx ,但是因吸附量小,吸附劑用量多,設(shè)備龐大,再生等原因,應(yīng)用不廣泛。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。水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝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，為解決類似矛盾，在一次風(fēng)不分股的SGR型低NOX器的基礎(chǔ)上，研制了M型低NOX器，將一次風(fēng)分成濃燃料和稀燃料2股，其一次風(fēng)的空氣/煤粉比與NOX的生成量的關(guān)系亦如圖1所示。濃燃料的空氣/煤粉比在C1附近，生成的NOX為（NOX）c1；稀燃料的空氣/煤粉比在C2附近，生成的NOX為（NOX）c2；一次風(fēng)與粉煤生成的總NOX相當(dāng)于（NOX）PM；SGR型低NOX器生成的NOX為（NOX）c0，顯然，（NOX）PM＜（NOX）c0，由于濃燃料時的粉煤濃度大、著火溫度低，產(chǎn)生了易于著火的粉煤氣流，同時，濃相煤粉著火后產(chǎn)生集中的火焰，提供了稀相煤粉氣流的著火能量，既了著火的性，又了飛灰中的未燃碳。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,(6) 氨的逃逸量。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) ,水泥電窯爐煙氣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 ,低NOx技術(shù)是利用改變條件和來控制NOx產(chǎn)生及燃料中N 向NOx的轉(zhuǎn)化率。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）冷段布置：反應(yīng)器布置在煙氣水泥窯爐脫硫裝置（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，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，其工作壽命可達3～5年（在"不干凈"的煙氣中的工作壽命為2～3年）。這一布置的主要問題是，當(dāng)將反應(yīng)器布置在濕式FGD水泥窯爐脫硫裝置后，其排煙溫度僅為50～60℃，因此，為使煙氣在催化劑反應(yīng)器之前達到所需要的反應(yīng)溫度，需要在煙道內(nèi)加裝燃油或天然氣的器，或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣，從而了能源消耗和運行費用。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，水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝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(fù)荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變動。從成本看，初SCR技術(shù)的成本主要來自催化劑和相應(yīng)的設(shè)備控制設(shè)施，包括引進技術(shù)費用。目前國內(nèi)雖然有許多研究，但是商業(yè)的SCR催化劑以及設(shè)備國內(nèi)還不能生產(chǎn)，所以如果使用SCR技術(shù)水泥窯爐脫硝，則只能大規(guī)模從國外進口，這對于國內(nèi)的能源行業(yè)而言，成本過高。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，爐膛法實質(zhì)是向爐膛還原性，可在一定溫度條件下還原已生成的NOx，從而NOx的排放量。包括法、二次法(噴二次燃料即前述燃料分級)、噴氨法等。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)，水泥電窯爐煙氣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)，2.參加反應(yīng)的還原劑除了可以使用氨以外，還可以用尿素。而SCR煙氣溫度比較低，尿素必須制成氨后才能噴入煙氣中。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，(2)反應(yīng)劑的計量稀釋和混勻;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，水泥電窯爐煙氣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、煙氣水泥窯爐脫硝技術(shù)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，1、反應(yīng)器/催化劑 主要設(shè)備：反應(yīng)器、催化劑、吹灰器。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，通過噴氨格柵噴入水泥電窯爐煙氣脫硫脫硝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1、分級，實施包括低NOX器（LNB）和燃料再燃。但分級技術(shù)對NOX的生成和排放控制有一定限度，LNB一般只有30-50%的效率，再燃的效率約為50-60%，單采用分佳以達到NOX的排放控制。催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。
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