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            SNCR煙氣脫硝工藝化學反應機理及其設備防腐

            發布時間:2020-08-18   點擊次數:345次

             氮氧化物NOx是污染大氣的主要污染物之一,主要來自化石燃料的燃燒和硝酸、電鍍等工業廢氣以及汽車排放的尾氣,其特點是量大而面廣,難以治理。目前,處理氮氧化物廢氣的方法主要有液體吸收法、固體吸附法、等離子活化法、催化還原法、催化分解法、生物法等。

            與濕法煙氣脫硝技術相比,干法煙氣脫硝技術的主要優點是:基本投資低、設備及工藝過程簡單、建設周期短、設備可兼容、脫除NOX的效率也較高、無廢水和廢棄物處理、不易造成二次污染。所以,大型的火電、水泥、鋼鐵、石油煉化等企業通常采用干法脫硝技術。根據反應機理,又可分為選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)、聯合脫硝法、電子束照射法和活性炭聯合脫硫脫硝法。本文主要介紹選擇性非催化還原煙氣脫硝工藝化學反應機理。

            選擇性非催化還原脫硝(Selective non-catalytic reduction denitrification,簡稱SNCR)是一種不用催化劑,在850-1100的溫度范圍內,將含有氨基的還原劑(如氨水、尿素溶液等)噴入爐內,將煙氣中的NOx還原脫除,生成氮氣和水的清潔脫硝技術。

            煙氣中NOx按其生成來源可以分為燃料型NOx(燃料燃燒過程中產生)、熱力型NOx(空氣中的氮氣高溫氧化生成)、瞬態型NOx(火焰前沿生厲的HCN、CN等中間物轉化而成)。

            N2+O2→2NO            ①

            NO+1/2O2→NO2         ②

            從熱力學上分析,式的逆反應也是可以自發進行的,但是在低溫情況下,反應速度非常的低,至今為止還沒有找到相應有效的催化劑。因此,要將NO還原成N2,需要加入還原劑。氨是目前煙氣脫硫中有效的還原劑,在有氧的情況下,NH3與煙氣中的NOx還原反應如下:

            4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O        ③

            2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O       ④

            由于煙氣中以NO為主,在NO/NH3摩爾比接近1,氧氣所占比例較小時,反應是主要的,即N2 是主要反應產物。另外,NONH3一堂可生成溫室氣體N2O。

            4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O        ⑤

            如果NO/NH3<1,就意味著除了反應以外,NH3還可以通過下述反應被氧氣氧化:

            2NH3+3/2O2→N2 + 3H2O         ⑥

            2NH3+2O2→N2O + 3H2O          ⑦

            2NH3+5/2O2→2NO + 3H2O        ⑧

            在沒有催化劑存在時,、式需要在900的溫度條件下才能發生。SNCR工藝利用鍋爐頂部850—1050的高溫條件,直接噴入NH3還原NOx,在此濁度下,式、、的反應全部可以發生,增加了NH3的消耗。SNCR工藝脫硝效率僅有50%左右,并且要求較高的NH3/NO比值,由此造成了NH3的逃逸量高達0.002%,而且生成的氨鹽腐蝕和堵塞空氣預熱器等問題。

            選擇性非催化還原脫硝工藝煙氣中除了常見的腐蝕介質,如SO2、SO3、H2S、HCl、NO2以外,還存在NH3腐蝕、高溫氧化腐蝕、粉塵沖刷磨蝕等現象,腐蝕現象嚴重,設備維修更換頻繁。因此,選擇合適的、耐高溫的防腐涂料就顯得非常重要。北京志盛威華公司生產的多款涂料均可適用于此工況的設備防腐,如耐溫750的煙氣防腐涂料,耐溫1200的高溫封閉涂料和復合陶瓷涂料等,如果需要更多的資料與防腐方案可以咨詢志盛威華總部唐工。

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