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【手艺汇】生涯垃圾焚烧烟气脱硝工艺选择及案例剖析

北极星大气网  
泉源:《节能环保》  作者:邱晓辉  
2021/1/4 13:38:11  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:烟气脱硝工艺 脱硝手艺 垃圾焚烧

北极星大气网讯:【摘 要】

做好生涯垃圾焚烧历程中的烟气脱硝事情，不仅能够阻止空气、土壤污染等问题的发生，同时还能提高垃圾的资源化行使效果。连系广东省梅州市丰顺县五斗种都市生涯垃圾卫生焚烧场烟气脱硝案例，对烟气处置系统以及净化工艺举行研究。

【关键词】垃圾焚烧；烟气脱硝工艺；酸性气体

0 引 言

做好垃圾处置事情对于改善都市环境质量，对提升都市住民的生涯品质有着主要的作用。烟气脱硝环节有着一定的重大性、系统性，当前要加强对烟气净化系统的研究与应用，借助脱酸系统、布袋除尘器系统以及相关的喷射装置、喷水系统、电气自控系统，提高烟气脱硝效果，改善都市形象。

1 烟气脱硝工艺简介及对比

现在进入工业应用的成熟的热力电厂烟气脱硝手艺主要包罗 SCR、SNCR 和 SNCR/SCR 联用手艺。

1.1 SNCR 脱硝手艺

SNCR 是一种选择性的非催化还原脱硝手艺，即在炉温850~1100 ℃的区域内注入 NH3、尿素和其他还原剂，还原剂迅速热剖析为 NH3和 NOx并与烟气中的 NOx举行选择反映。NOx还原为 N2和 H2O，该方式基于炉子或炉子反映器，该历程简朴易操作。反映原理：

还原 NO 所依赖的化学反映效率取决于 NO 烟气温度，高温下的停留时间，包罗还原剂注入的类型和数目，夹杂效率和氨化合物中 NOx的含量等。SNCR 方式使用尿素、CO（NH2）2作为还原剂。它将尿素水溶液注入负载有 NOx的燃烧产物的路径中。尿素热剖析发生化学物质，该化学物质与 NOx反映形成氮、二氧化碳和水。

1.2 SCR 烟气脱硝手艺

SCR 反映堆应接纳钢结构，钢结构设计应相符 GB 50017的要求；SCR 反映器的总体结构设计应充实思量第一催化剂入口烟气流量误差，烟气流量误差，烟气温度误差和 NH3/NOx摩尔比误差的影响，应相符 GB/T 21509―2008 划定。SCR 反映器的设计流量应知足压降要求，一样平时在 5―10 m/s 之间；SCR 反映器应能顺应生物质电厂锅炉的种种运行条件以及负荷转变和启停要求；SCR 反映器主体可以支持或悬挂。接纳支持方式时，应充实思量 SCR 反映器内部结构的温差应力和支架热膨胀引起的承重钢框架的水平推力。

SCR 反映器的进、出口应设有补偿器，以吸收自身的轴向位移、径向位移、角位移和振动；SCR 反映器中的催化剂一样平时装有一层或两层初始催化剂，可以保留备用催化剂层；SCR 反映器应设有足够尺寸和数目的磨练门，并设有需要的烟气采样口；SCR 反映器应配备催化剂装置的安装、维护和替换所必须的升降装置和平台。

1.3 SNCR/SCR 联用手艺

SNCR/SCR 组合手艺是指在烟气工艺中安装 SNCR 和 SCR装备。在 SNCR 部门注入液氨等作为还原剂，以部门去除 SNCR装置中的 NOx；在 SCR 段中，通过 SNCR 工艺逸出的氨气在SCR 催化剂 H2O 的作用下将烟道气中的 NOx还原为 N2。SNCR/SCR 组合工艺系统很重大，脱硝效率通常仅为 50％~70％。

1.4 烟气脱硝手艺

对比三种烟气脱硝手艺的综合对照见表 1。SCR 削减 NOx的优势：适用于大规模削减 NOx-高达 90％；提高柴油发动机的燃油经济性；可用于包罗工业和市政工厂在内的种种系统中；可以与柴油机微粒过滤器（DPF）一起使用，以削减柴油机中的微粒排放；该设置易于安装。SCR 削减NOx的瑕玷：未注入的氨可能由于过量注入而漏出 SCR 催化剂（氨漏出）；还原所需的催化剂替换昂贵；催化剂容易被燃烧气体中的化合物污染。

表1烟气脱硝手艺对照

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SNCR 削减 NOx的优势：该设置易于安装；与 SCR 相比，资源和运营成本相对较低；节约昂贵的催化剂替换用度；大型锅炉机组中的组件改装相对容易，停机时间很少。

SNCR 削减 NOx的瑕玷：需要狭窄的温度局限才气有用削减 NOx；不适合大规模削减 NOx；由于安装组件的空间思量，很难在较小的锅炉单元中改装组件；容易发生氨泄露，导致意外的 NOx排放。

成本：与简朴削减 NOx的方式（例如低 NOx燃烧器（LNB）和 Overfire 空气（OFA））相比，SCR 和 SNCR 手艺都具有相对较高的运营和资源成本，但它们的效率受到高度青睐。由于催化剂规格的缘故原由，SCR 比 SNCR 贵，但在效率方面可以填补。效率：SCR 和 SNCR 手艺都需要使用试剂来还原 NOx。然则，SNCR 在注入试剂时需要更高的烟气温度。SCR 污染控制所去除的 NOx量（约 90％）比 SNCR（30%~70％）要大得多，使其成为大规模削减工业和市政工厂的最佳选择。相符排放控制律例：虽然削减 SCRNOx的初始投资要比 SNCR 大，但从耐久来看，它更具成本效益，而且与未来预计的更大水平的减排相兼容。SNCR 是小规模，短期削减 NOx的理想选择，而且可能无法确保相符未来律例。

随着中国环境保护的起劲，越来越多的电厂安装了脱硝装置。现在，海内主流脱硝手艺包罗选择性催化还原（SCR），选择性非催化还原（SNCR）和 SNCR/SCR 夹杂脱硝手艺等。每种手艺在诸多因素的影响下各有优瑕玷。作为经济、手艺、环境保护，有些因素是定性的，有些是定量的，因此，若何科学合理地评价脱硝手艺一直是一个难题。然则在中国，科学地优化脱硝手艺不仅有利于脱硝装置的推广，而且在制订脱硝价钱方面起着主要作用。合理的脱硝手艺优化对脱硝价钱的制订和电力工程建设起着至关主要的作用。对比注释，脱硝手艺优化组合具有实用价值。效果注释，选择性催化还原（SCR）方式优于 SNCR/SCR 夹杂脱硝方式，而 SNCR/SCR 夹杂脱硝方式优于选择性非催化还原（SNCR）方式。这相符当今脱硝手艺的现实应用。

2 案例剖析

位于广东省梅州市丰顺县五斗种的资源热力电厂项目，其设计规模为生涯垃圾日处置量 600 t，设置了 2 台 300 t/d 的机械炉排焚烧炉，同时还设置了 1 台 15 MW 汽轮发电机组。本项目接纳现行国家推荐的最常用于生涯垃圾焚烧烟气处置工艺，焚烧后发生的烟气，经“SNCR 系统＋半干法＋活性炭吸附＋布袋除尘”组合方案加以处置，并在系统内预留加氨剖析脱除 NOx的措施。烟气在到达《生涯垃圾焚烧处置污染控制尺度》（GB 18485―2014）及环评讲述批复的尺度要求后，经烟囱排放。

3 案例脱硝工艺研究

项目在举行烟气净化系统的设计与建设中，主要使用的是 SNCR 系统烟气脱硝手艺。SNCR 法不需要催化剂，在高温800~1000 ℃条件下，直接向炉膛内喷射还原剂 （尿素或氨水），将 NOx还原为 N2。现在海内垃圾焚烧电厂已有乐成运行的实例，均能将 NOx 的浓度控制在 200 mg/Nm3以内。

氨水作为还原剂脱硝的反映机理如下：

尿素作为还原剂脱硝的反映机理如下：

尿素作为还原剂同时会发生如下副反映：

尿素与氨水相比，作为脱硝还原剂主要存在以下不足：尿素会发生笑气 N2O，N2O 的温室气体效应是 CO2的 250 倍；尿素会形成异氰酸，对锅炉管道有强烈侵蚀；尿素易于在管道和储罐中沉淀，装备管道的维护成本将会增添；当尿素用作还原剂时，氨的逸出率相对较高。使用尿素不能到达异常低的 NOx排放值；尿素在处置不稳定的烟气条件方面不如氨有用；它比氨水高，特别是对于燃烧热值低的废热锅炉（例如垃圾焚烧锅炉），很难知足尿素所需的最佳温度。

虽然氨水的瑕玷是贮存时有气息泄露，防火防爆要求高，但综合思量脱硝的效率及对锅炉的安全性，本方案接纳氨水作为 SNCR 还原剂。

反映物通过安装在锅炉墙上的喷嘴注入的，喷嘴部署在合适的区域的，炉膛上部及对流部门。喷射夹杂反映物和烟气，锅炉的热量为化学反映提供能量。

4 结束语

接纳“SNCR 系统＋半干法＋活性炭吸附＋布袋除尘”团结脱硝工艺，组合工艺不仅可以行使 SNCR 工艺和 SCR 工艺，而且可以阻止各自的瑕玷，提高脱硝效率，知足要求。

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