SCR脱硝系统在生活垃圾焚烧发电项目的应用
1生活垃圾焚烧烟气处理系统
生活垃圾焚烧技术跟垃圾填埋及垃圾发酵堆肥相比有很多优点,是实现垃圾无害化、减容化、资源化处理最为有效的方法。垃圾焚烧技术在发达国家已经十分成熟,近些年,随着我国环境保护工作日益发展,垃圾焚烧技术在国内已经开始了应用。
生活垃圾焚烧烟气中的污染物可分为颗粒物(粉尘)、酸性气体(HCL,HF,SOX和NOX)重金属(HG,PB和CR等)和有机剧毒性污染物(二噁英、呋喃等)等4大类。为了防止垃圾焚烧过程中对环境产生二次污染,必须采取严格的措施,利用烟气处理系统控制垃圾焚烧烟气污染物的排放。
目前生活垃圾焚烧烟气处理系统一般由一个主体净化工艺,如:半干法、干法、湿法、再辅以NOX净化系统(脱硝)及活性碳喷射吸附组成。
2垃圾焚烧烟气处理SCR脱硝系统工艺
生活垃圾焚烧烟气中NOX的净化系统,一般采用还原法即利用催化剂或高温等条件来提高、加速烟气中NOX物与还原剂(NH3、尿素)的还原反应,还原成无污染的氮气和水,从而达到净化NOX污染物。还原法又根据是否采用催化剂分为SNCR及SCR。
SNCR还原法是不采用催化剂的情况下,用还原剂(NH3、尿素)直接与烟气中的NOX物在高温下进行还原反应。特点:不使用催化剂,但还原反应所需的温度高,以还原剂为氨为例,最佳反应温度为(900~1100)℃,直接向焚烧炉内喷氨,也可以直接使用尿素溶液。
该方法缺点:①脱硝效率低(30%~50%);②由于垃圾焚烧炉内温度控制不稳定会直接影响到SNCR运行的可靠性和稳定性。
SCR还原法与SNCR还原法不同,是还原剂(NH3、尿素)在催化剂作用下,选择性的与烟气中的NOX物进行还原反应,生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故称为“选择性”,最佳反应温度由所采用的催化剂活性温度范围所确定。SCR法与SNCR法比较有一定的优点。
SCR脱硝还原法的主要化学反应方程式:
①4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O;②4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O。
在SCR脱硝系统中,主要发生的是方程式1反应,因此喷氨量的多少由方程1来确定。
从方程1可以得出:NH3与NOx摩尔比为1,烟气排放连续监测系统CEMS所实测的只是NO浓度,因为焚烧烟气NOX中,NO占95%,NO2占5%,依据NO的浓度,经过计算可以得出NOX的浓度,一般情况下,为了确保喷入足够的氨量与NOX进行反应,同时又为了确保多余逃逸的氨量不超过排放指标,依据相关设计经验,在计算喷氨量时,NH3与NOX摩尔比一般取值为1.03,即1.03个NH3分子与1个NOX分子发生反应。
某垃圾焚烧发电项目中SCR脱硝工艺系统如图1所示,项目采用日本某公司的中低温催化剂,活性温度范围230℃±10℃,SCR脱硝系统的还原剂采用25%的氨水。氨水自SCR脱硝系统进口烟道经过专用喷枪喷入烟道中,与烟气充分均匀混合。
图1某垃圾焚烧烟气处理SCR脱硝系统工艺