SCR 系统中的重要组成部分是催化剂,各种催化剂活性成分均为WO3和V2O5。当前流行的成熟催化剂有蜂窝式、波纹状和平板式等。平板式催化剂一般是以不锈钢金属网格为基材负载上含有活性成份的载体压制而成;蜂窝式催化剂一般是把载体和活性成份混合物整体挤压成型;波纹状催化剂外形如起伏的波纹,从而形成小孔。
催化剂的比表面积是单位体积的催化剂的几何表面积。蜂窝式催化剂的比表面积比板式催化剂大。由于脱硝反应是气相反应,需要大量的反应面积。在同样的烟气条件下,脱硝喷枪喷头,比表面积大就表示所需要的催化剂体积量少,反应器尺寸和相应的钢结构也较小。但蜂窝催化剂的单位价格较高,尽管体积数较小,总投资仍然较高。
蜂窝式催化剂的相邻蜂窝孔隙的中心距,即节距。节距的大小取决于烟气中的含尘量。高粉尘含量时选择大节距的结构,以减少催化剂被粉尘堵塞的发生。由于制造工艺的原因,蜂窝式催化剂可以在不改变催化剂外部尺寸的情况下,较容易地改变节距,适应不同的应用场合。但由于蜂窝催化剂与烟气接触的边界较多,因而比板式催化剂更容易堵塞。
板式催化剂是以不锈钢金属网作为中心支撑体,再在外面覆盖上催化剂活性成分。蜂窝形催化剂是以催化剂活性成分与承载材料混合压制而成的。所以板式催化剂的强度比蜂窝式催化剂高。这样板式催化剂抗烟气中的灰粒子的冲刷能力较强。对于蜂窝催化剂,在催化剂入口后区段内,烟气形成层流,磨损较小,可以忽略。同时越接近催化剂的壁面,烟气的速度越低,磨损越轻。所以,可以在催化剂入口部分加以硬化处理以提供更进一步的保护,浙江脱硝喷枪,抗磨能力可大大提高。但这样处理会提高相当程度的造价。
随着国家新标准的实施,大部分已建和新建的水泥厂、电厂、钢厂、垃圾焚烧厂上的SNCR系统脱硝系统,NOx排放都无法达到新标准的要求,必须选择合适的烟气脱硝装置进行脱硝系统升级处理处理。现有的升级方式主要有两种:一是上SCR脱硝,二是上LZSNCR脱硝喷枪。相比SCR脱硝系统,LZSNCR系统建设成本低,操作简单等优点。根据上海朗致环保科技有限公司在LZSNCR脱硝项目上的经验,就LZSNCR 脱硝喷枪的设计简单阐述如下。
脱硝喷枪是实现还原剂与烟气均匀混合的主要手段,是LZSNCR脱硝系统的。喷射装置工程上常见的是壁装式喷枪和顶装式喷枪,LZSNCR脱硝喷枪设计选型主要技术要点如下:
1. 喷枪的工作环境为高温高尘,且管内流动还原剂,所以,喷枪制造材料,定做脱硝喷枪,应选用耐高温、耐磨损、耐腐蚀的材料。
2.喷枪的覆盖区域,喷枪选取的种类,安装的位置与数量,取决于炉体自身条件如窑炉结构、烟气量、烟温、烟气流场分布等。
3.还原剂喷射系统的设计应能适应锅炉在稳燃负荷工况和负荷之间的任何负荷下安全连续运行,并能适应机组负荷变化和启停的要求。
4.喷射系统应设置吹扫空气以防止烟气中的灰尘堵塞喷枪。
5.喷枪的主要参数有:
①雾化粒子粒径分布;
②雾化粒子喷射速度;
③雾化喷嘴形式;
④雾化角度。
选择性非催化还原法(SNCR)是一种不使用催化剂,在 850~1100℃温度范围内还原NOx的方法。日前,SCR脱硝喷枪,哈尔滨市科技局组织对 “锅炉低氮燃烧与SNCR脱硝技术研究”项目进行验收,组认为该技术在同类设备中达到国内水平,为我国烟气脱硝技术领域增添新的一页。
组认为:从运行和建设成本的角度出发锅炉低氮燃烧与SNCR工艺是比较符合我国国情的,该技术不需要使用催化剂,系统相对简单,成本较低,可以满足对NOx排放的一般要求,既可对现有机组锅炉进行改造,又可应用于新机组锅炉,特别适应我国容量大、类型多、燃用煤种多样的电站锅炉。
项目举例:2014年4月,桐庐南方水泥有限公司开始筹备脱硝技术改造项目,该项目采用SNCR LNB(选择性非催化还原法 低氮燃烧)技术,脱硝效率可以达到60%以上,建成投运后氮氧化物排放将降低到国家新出台排放标准以下,并优于欧美等发达国家的现行标准。该项目实施投运后,桐庐南方水泥有限公司将年减排氮氧化物约930吨。今年10月,浙江省环保厅在衢州市召开水泥窑烟气脱硝现场会,对浙江环科环境研究院有限公司采用的技术方案给予肯定,并要求在浙江全省迅速推广实施。
低氮燃烧 SCR与低氮燃烧 SNCR都是把低氮燃烧技术与烟气脱硝技术很好的结合在一起,相关烟气治理企业应根据自身情况,从实际出发,“牵手”适合企业的结合方式,大限度地降低NOx排放量,为我国的大气污染防治做贡献
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