脫硝技術(shù)及工藝
A.脫硝方法的選擇
關(guān)于鍋爐煙氣脫硝技術(shù)，目前有多種多樣，有以SCR（選擇性催化還原法）、SNCR（選擇性非催化還原法）等為代表的還原方案，也有以電子束、等離子體等對(duì)鍋爐煙氣處理為代表的氧化方案。臭氧氧化法脫硝屬于后者。
SCR（選擇性催化還原法）法主要適用于大中型電站鍋爐，反應(yīng)溫度300-500℃左右。
SNCR（選擇性非催化還原法）法主要適用于中型循環(huán)流化床電站鍋爐及循環(huán)流化床大中型工業(yè)鍋爐，目前為了達(dá)到更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一般不單獨(dú)使用SNCR法，而是與其他脫硝方法并用。
SCR、SNCR等方法均是以氨或尿素作為還原劑，使NOx與氨或尿素反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，從而消除NOx污染。但對(duì)工業(yè)鍋爐，排煙溫度150℃左右，遠(yuǎn)低于SCR的反應(yīng)溫度，需要在進(jìn)入SCR反應(yīng)器前對(duì)煙氣加熱，催化劑成本高，三年必須更換，因此投資和運(yùn)行成本都特別高。有公司嘗試對(duì)工業(yè)鍋爐采用SNCR法脫硝，但由于工業(yè)鍋爐基本都是鏈條爐排，鍋爐熱負(fù)荷在每天的不同時(shí)間段及不同季節(jié)的變化范圍非常大，勢(shì)必造成鍋爐煙氣量的波動(dòng)很大、鍋爐煙氣的溫度范圍變化非常大，幾乎經(jīng)常性出現(xiàn)爐膛溫度低于SNCR法所需的脫硝反應(yīng)溫度（850-1150℃），無法去除NO,而系統(tǒng)檢測脫氮不足，反而加大氨的噴射量，造成熄火，甚至爐膛大量氨水噴射造成塌拱。SNCR法須在鍋爐爐膛鉆7－10個(gè)孔安裝氨水噴嘴，會(huì)破壞鍋爐本體結(jié)構(gòu)，也會(huì)對(duì)水冷管造成腐蝕。
臭氧氧化法主要適用于中小型電站鍋爐及各種工業(yè)鍋爐，是目前國家重點(diǎn)推廣的新技術(shù)新產(chǎn)品。
臭氧脫硝系統(tǒng)分為2個(gè)部分：
a.臭氧制備系統(tǒng)
該系統(tǒng)直接采購國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的臭氧發(fā)生成套設(shè)備，其中主要包括變壓吸附式空氣制氧系統(tǒng)，臭氧發(fā)生系統(tǒng)，電控及其冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由于使用材料昂貴，是本系統(tǒng)中投資及消耗zui大的部分，也是zui關(guān)鍵的部分。
ⅰ液氧制臭氧。O2→2/3O3
ⅱ臭氧與一氧化氮反應(yīng)生成亞硝酸酐。2NO＋O3→N2O3＋O2
低溫條件下，O3與NO之間的氣相反應(yīng)如下：
NO＋O3→NO2 ＋O2 （1）
NO2＋NO→N2O3 （2）
NO3＋NO2→N2O5 （3）
NO＋O＋M→NO2＋M（4）
NO2＋O→NO3 （5）
其中，當(dāng)O3的濃度在8-10%，供給量為完全脫硝所需量的1/2左右時(shí)，以（1）式和（2）式為主。
b. NOx氧化吸收系統(tǒng)
從脫硫塔來的煙氣通過管道送至脫硝吸收塔，主要的硝吸收過程在該吸收塔內(nèi)進(jìn)行。該吸收塔為二段式洗滌吸收塔，zui下段為急冷氧化段，臭氧制備系統(tǒng)來的臭氧與煙氣在此混合，發(fā)生氧化反應(yīng)。該氧化反應(yīng)屬瞬間反應(yīng)，故要求平均接觸時(shí)間1秒即可。從脫硫塔來的煙氣溫度～53℃，在此用結(jié)晶母液將其溫度降至～45℃。上段為脫硝吸收氧化段，通過氫氧化鎂溶液吸收煙氣中的NOＸ，使凈煙氣中NOx含量≯100mg/Nm3（以NO2計(jì)）后從煙囪排空。吸收液送入循環(huán)池。
B.脫硝吸收劑的選擇
利用臭氧氧化法脫硝時(shí)吸收劑的選擇對(duì)脫硝效率、投資成本、運(yùn)行成本關(guān)系重大。在國內(nèi)外已經(jīng)成功運(yùn)行的脫硝工程中，吸收液有Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、氨、尿素等。
在同一塔內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的工程成功案例是美國BELCO 公司將LoTOx(低溫氧化脫硝技術(shù))與他們的EDV濕式洗滌器相結(jié)合，使NOX遇水生成HNO3，再與NaOH生成NaNO3；使SO2與NaOH生成NaSO3，達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的。
我公司根據(jù)試驗(yàn)和研究，結(jié)合我國工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、尿素等進(jìn)行了重點(diǎn)深入研究。對(duì)普通小型（75T/h以下）鍋爐，大部分原來采用石灰石膏法脫硫工藝及氧化鎂法脫硫工藝，相對(duì)硫的去除量，氮的去除量少很多，因此在一塔內(nèi)，由于高價(jià)NOX的活性非常強(qiáng)，幾乎在瞬間即與Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)相應(yīng)的鹽Mg(NO2)2、Ca(NO2)2、NaNO2,進(jìn)一步氧化得到Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、NaNO3；對(duì)于石化行業(yè)要求特別高而且嚴(yán)格要求污水零排放的企業(yè)，可以采用尿素溶液作為洗劑液，用尿素溶液吸收時(shí)反應(yīng)可得到CO2、N2、H2O,產(chǎn)物就是空氣本身的組份，可直接外排，吸收液循環(huán)使用，反應(yīng)副產(chǎn)物無固態(tài)廢渣和液態(tài)污染物，不需任何后續(xù)處理。從尿素與NOx（x＞1）的化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，尿素吸收時(shí)，只需氧化一半的NO即能滿足要求，臭氧機(jī)的功率減半（臭氧機(jī)是臭氧氧化法zui主要的投資），投資就會(huì)大大減少。
尿素吸收的化學(xué)反應(yīng)式：NO＋NO2＋CO(NH2)2=CO2＋2N2＋2H2O
C、一塔同時(shí)脫硫脫硝工藝的優(yōu)勢(shì)
被強(qiáng)氧化劑O3氧化后的NOX和SO2混合含塵鍋爐煙氣進(jìn)入吸收塔，與堿液發(fā)生中和反應(yīng)，NOx和SOx被同時(shí)脫除的一體化脫硫脫硝技術(shù)。
也是一種能在一套系統(tǒng)裝置中實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中的硫、氮、汞高效去除，同時(shí)實(shí)現(xiàn)硫、氮資源化利用的新型煙氣凈化技術(shù)。
同一裝置中同時(shí)完成脫硫、脫硝（低溫）的技術(shù)；功能上等于一套濕法脫硫系統(tǒng)和SCR脫硝之和。
對(duì)于原來沒有脫硝裝置而脫硫設(shè)備的排放指標(biāo)接近新標(biāo)準(zhǔn)的工藝，要實(shí)行脫硫脫硝改造，一塔同時(shí)脫硫脫硝工藝投資非常低，此工藝對(duì)各種煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)高硫煤低硫煤均表現(xiàn)出很好的脫硫效果，對(duì)鍋爐負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足30-120%鍋爐負(fù)荷的高脫硫率及脫硝率。
對(duì)于小型鍋爐，由于廢液量很少，如20T/h鍋爐每小時(shí)排液200kg左右，廢液為硫酸鎂和硝酸鎂，是鎂肥?？梢杂脕頋不?、爐渣降溫、降塵使用，多余少量廢液直接排入企業(yè)工業(yè)污水處理系統(tǒng)，一并處理。
鎂法脫硫主要化學(xué)反應(yīng)：
Mg(OH)2＋SO2→MgSO3＋H2O
Mg(OH)2＋H2SO3→MgSO3＋2H2O
MgSO3＋1/2O2→ MgSO4
鎂法脫硝主要化學(xué)反應(yīng)：
Mg(OH)2＋2NO2→Mg(NO2)2＋H2O
Mg(OH)2＋2HNO2→Mg(NO2)2＋2H2O
Mg(OH)2＋MgSO3＋2NO2→Mg(NO2)2＋MgSO4＋H2O
2MgSO3＋NO2→2MgSO4＋1/2N2
Mg(NO2)2＋1/2O2→Mg(NO3)2
D、工藝流程圖
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