燃煤煙氣脫硝技術的應用與發展 (2)
該法廣泛用於我國常壓法、全低壓法硝酸尾氣處理和其他場合的含NOx的治理。採用該法的優點是能將NOx為有銷路的亞硝酸鹽或硝酸鹽產品,有一定經濟效益;工藝流程和設備也較簡單。缺點是吸收效率不高,對煙氣中的NOx/NO的比例有一定限制[5]。
2.1.3 液相絡合吸收法
液相絡合吸收是一種利用液相絡合劑同NO反應的方法,故該法主要用於處理含NO的NOx煙氣。NO生成的絡合物在加熱時又重新放出NO,從而使NO能富集。
目前,研究的絡合劑有FeSO4、Fe(П)-EDTA 及Fe(П)-EDTA- Na2SO3等。在實驗裝置上,該法對NO的脫除率可達90%,但在工業裝置上難以達到這樣的脫除率。Peter Harriott等人在中試規模試驗裝置上達到了10%~60%的NO脫除率[6]。另外,該法還存在一個問題,即回收NOx必須選用不使Fe(П)氧化的惰性氣體將其吸收,而且絡合反應速度也較慢。因此,液相絡合吸收法目前尚未見工業化報道。
2.2 干法脫硝技術
與濕法相比,干法凈化處理含NOx尾氣的主要優點是:基本投資低,設備及工藝過程簡單,脫除NOx的效率也較高,無和處理,不易造成二次污染。
2.2.1 選擇性催化還原(SCR)脫硝
SCR(Selective Catalytic Reduction)是由美國Eegelhard 發明並於1959年申請了,而日本率先在20世紀70年代對該方法實現了工業化。SCR脫硝原理是利用NH3和催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等鹼金屬)在溫度為200~450℃時將NOx還原為N2。NH3具有選擇性,只與NOx發生反應,基本上不與O2 反應,所以稱為選擇性催化還原脫硝。
SCR 法中催化劑的選取是關鍵。對催化劑的要求是活性高、壽命長、經濟性好和不產生二次污染。在以氨為還原劑來還原NOx時,雖然過程容易進行,銅、鐵、鉻、錳等非貴金屬都可起有效的催化作用,但因煙氣中含有SO2 、塵粒和水霧,對催化反應和催化劑均不利,故採用SCR法必須首先進行煙氣除塵和,或者是選用不易受骯髒煙氣污染影響的催化劑;同時要使催化劑具有一定的活性,還必須有較高的煙氣溫度。通常是採用二氧化鈦為基體的鹼金屬催化劑,最佳反應溫度為 300~400℃。
SCR法是國際上應用最多,技術最成熟的一種煙氣脫硝技術。在歐洲已有120多台大型的SCR裝置的成功應用經驗,其 NOx的脫除率達到80%~90%;日本大約有170套SCR裝置,接近100000MW容量的電廠安裝了這種設備;美國政府也將SCR技術作為主要的電廠控制NOx技術。
該法的優點是:由於使用了催化劑,故反應溫度較低;凈化率高,可達85%以上;工藝設備緊湊,運行可靠;還原後的氮氣放空,無二次污染。但也存在一些明顯的缺點:煙氣成分複雜,某些污染物可使催化劑中毒;高分散的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面,使其活性下降;系統中存在一些未反應的NH3和煙氣中的SO2 作用,生成易腐蝕和堵塞設備的(NH4)2SO4和NH4HSO4,同時還會降低氨的利用率;投資與運行費用(投資費用 80美元/千瓦)較高[7,8,9]。
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