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活性氨脱硝技术在电厂锅炉烟气脱硝的实验说明了什么?

添加时间:2018-07-02 15:11:46   浏览次数:84  

 尿素制氨新技术,现有电厂脱硝技术一般采用液氨或者高成本的传统尿素制氨技术;水泥厂脱硝一般采用氨水为原料,这些方法存在着多种问题。

  现有尿素制氨技术的反应方程式为:  (NH2)2CO + H2O→CO2↑+ 2NH3↑

  该技术的缺点:

  1.在现有尿素制氨技术中,只利用了占尿素质量50%的氨部分,造成了尿素资源的浪费。

  2.尿素热解反应温度高达600℃,消耗大量燃料油或电能,不利于节能减排,而且其成本比尿素原料成本还高。例如:一电厂脱硝每天需要尿素15吨,用6吨柴油热解,不仅生产成本高,而且每天排出11+19吨CO2。

  3.热解不完全,产生沉淀,易引起系统堵塞。从国内运行情况来看,尿素法SCR脱硝工艺比液氨法工艺成本高。 

 我们开发的尿素制氨新技术可以替代上述技术和原料。该技术既可以满足脱硝用氨的要求,又得到高附加值产品。其反应原理如下:(NH2)2CO → 固体产品 + NH3↑  这是一种烟气脱硝用氨的经济、安全产生方法,本技术已申请并获得国家专利(专利号:200910014992.2)。

 尿素制氨新技术的特点

  本技术的实施可在现有尿素制氨或液氨气化装置上建一旁路,将尿素制氨新工艺装置接上,不影响现有发电及脱硝的正常运行。尿素制氨新装置可在设备加工厂制作、调试运行平稳后再运送到电厂,不影响电厂的管理。尿素制氨新技术具有成熟的工艺原理和反应条件。制氨量可根据脱硝用氨量随时进行调节,制氨系统中只有少量的氨,因此系统安全性大为提高。

  尿素制氨新技术的优势 

 尿素原料充分利用:在新技术中,尿素全部转化成了产品并得到了增值;而传统尿素制氨中有50%的尿素转化成了无用的CO2。

 节能减排:新技术的反应只需要200℃,反应温度低、能量消耗少,达到了真正的零排放 。而传统尿素制氨工艺需要600℃的高温,用燃油加热或电加热,消耗大量能源并释放CO2;

 提高了用氨安全性:产生的氨直接用于脱硫脱硝,不用储存,降低了运输、储存和使用液氨所带来的安全风险。

 经济效益高:生产的氨气直接用于脱硫脱硝,同时得到高附加值产品。 表1. 新技术与液氨法、传统尿素制氨法的经济效益比较(年产3000吨氨)

   高活性氨基还原剂烟气脱硝技术

  目前国内应用最为广泛的脱硝技术是SCR和SNCR。在SCR脱硝技术中催化剂是核心,其成本约占SCR系统总成本的20%-30%,运行成本占20-40%,且催化剂易中毒,增加了系统的不稳定性;  SNCR 脱硝工艺一般是将含量10-20%的氨水喷入高温反应区内,易造成反应区内温度骤降且不均匀,导致脱硝效率低下,目前一般脱硝效率仅为30-50%,并且影响炉内燃烧效率。

  氨水法SNCR的缺点:脱硝效率低,一般仅为30-50%;

  氨水也属于危险化学品,运输、储存都需要备案,一旦泄露造成危害,损失较大;工业氨水中的含氨量一般不大于20%,造成运输不便、储存受限,从而使购买成本增大;

  使用氨水时不仅使炉温降低,并且影响炉内燃烧效率,每吨氨水加入炉内大约额外需要增加能耗90公斤标准煤;脱硝时氨水用量大, NH3/NOx的摩尔比一般在1.5:1,造成氨逃逸部分地区氨水的价格较高,使脱硝成本大为提高。

  活性氨脱硝技术:活性氨脱硝技术不用催化剂,克服了SCR技术中催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高等诸多缺点;克服了SNCR技术中反应温度高、还原剂与烟气混合程度差、脱硝效率低、氨气逸出量大等一系列缺点。

  活性氨脱硝主要装置有:  活性氨发生系统、计量模块、分配系统、自动控制系统  装置系统简易,设备投资少,占地面积小。活性氨脱硝技术与SNCR技术的对比  活性氨烟气脱硝技术已经在山水集团3号窑炉进行了中试,中试脱硝数据稳定,脱硝后NOx排放浓度低于目前国家对水泥窑炉NOx的排放标准。 

 随着工艺技术的优化,完全能够建立一套新的更低的水泥窑炉NOx排放标准体系,减轻我国大气污染及雾霾等环保压力。

  活性氨脱硝技术已在电厂锅炉烟气脱硝进行了现场试验。在75t/h和220t/h循环流化床锅炉上,不用进行锅炉改造,按氨氮比1:1加入还原剂,脱硝后NOx排放浓度小于80mg/m3,低于国家NOx排放浓度100mg/m3的标准。 

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