【技术汇】烟气脱硝技术汇总及发展

导读：最近几年，科技突飞猛进，环境问题已提升到法律高度。我国的科技工作者研制出了一些新的脱硫技术，但大多还处于试验阶段，有待于进一步的工业应用验证。

一、技术措施分类

常见的脱硝技术中，根据氮氧化物的形成机理，降氮减排的技术措施可以分为两大类：

一、源头上治理

控制煅烧中生成NOx。其技术措施：

①采用低氮燃烧器；

②分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度；

③改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度。

二、末端治理

控制烟气中排放的NOx，其技术措施：

①“分级燃烧+SNCR”，国内已有试点；

②选择性非催化还原法(SNCR)，国内已有试点；

③选择性催化还原法(SCR)；

③SNCR/SCR联合脱硝技术；

④生物脱硝技术(正处于研发阶段)。

国内的脱硝技术，尚属探索示范阶段，还未进行科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行是否可靠？硝效率、运行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。

2 脱硝技术具体可以分为：

燃烧前脱硝：

1)加氢脱硝

2)洗选

燃烧中脱硝：

1)低温燃烧

2)低氧燃烧

3)FBC燃烧技术

4)采用低NOx燃烧器

5)煤粉浓淡分离

6)烟气再循环技术

燃烧后脱硝：

1)选择性非催化还原脱硝(SNCR)

2)选择性催化还原脱硝(SCR)

3)活性炭吸附

4)电子束脱硝技术

SNCR脱硝效率在大型燃煤机组中可达25%～40%,对小型机组可达80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小，适合老厂改造，新厂可以根据锅炉设计配合使用。

选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,最早由日本于20世纪60~70年代后期完成商业运行,是利用还原剂(NH3,尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2氧化,故称为“选择性”。目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR2种。此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将NOx(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水,还原剂为NH3。

在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃～590℃)、中温催化剂(260℃～380℃)和低温催化剂(80℃～300℃)，不同的催化剂适宜的反应温度不同。

如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。

目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度区间为315℃～400℃。该方法在实际应用中的优缺点如下。

优点：该法脱硝效率高，价格相对低廉，目前广泛应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。

缺点：燃料中含有硫分,燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后,在有氧条件下,SO3的生成量大幅增加,并与过量的NH3生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性,可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3的生成量有限,但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。

第三部分锅炉企业的脱硫脱硝技术应用

锅炉企业的脱硫脱硝技术，在国内现有锅炉生产厂家中多以煤或煤气作为燃烧介质，对于燃煤锅炉，国内应用最成熟的工艺是FGD法(利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的二氧化硫)脱硫技术，脱硝则以选择性催化还原法SCR技术为主。

FGD法技术对比

SCR法脱硝技术是世界上最主流的去除NOx的方法，这种方法可以在现有的FGD工艺下加入脱硝装置，在含氧气氛下，还原剂有限与废气中NO反应的催化过程称为选择性催化还原，合适的催化剂和还原剂应具有特点如下：

1)还原剂应具有高的反应性。

2)还原剂可选择性的与NOx反应，而不与烟气中大量存在的氧化性物质反应。

3)还原剂必须价格低廉，以使脱除过程的低成本运作。

4)催化剂应大大降低NOx还原温度。

5)催化剂应具有高的催化活性，以利于烟气中低浓度NOx的有效还原。

6)催化剂选择性的与还原剂与NOx的反应形成N2，而对还原剂与烟气中其他氧化性物质的反应表现惰性。

7)催化剂应具有结构稳定。

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