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关于烧结砖瓦行业排放NOx主要特性及处理方法
文献:《砖 家》 2018年8月 总第37期 返回索引
添加日期:2018/9/30 15:04:37   浏览次数:1035   文章来源:   作者:

通常烧结砖瓦行业由于焙烧温度在850℃~1100℃,焙烧温度较低,高温的热力型NOx无法产生;由于我国的烧结砖瓦行业基本采用内燃焙烧工艺,很少有火焰生产,因而,火焰型NOx形成量很低,通常烧结砖瓦行业排放NOx主要以原燃料型的为特性,NOx排放量很低,由于NOx排放浓度相对较低,行业绝大多数目前没有采取脱硝措施,但今后随着燃料(天然气等)变化,火焰型NOx形成量必然增加,烧结砖瓦行业排放NOx浓度将会上升,为了引导行业大气环境在治理,减少砖瓦生产过程烟气中 NOx 的排放,引领减排NOx工作,中国砖瓦工业协会团体标准《烧结砖瓦工业大气污染物治理设施工程技术规范》(TCBTA 0001-2018)列入烟气低氮燃烧技术及 SCR、SNCR 和SNCR/SCR 联合脱硝技术及设施设计及验收技术规范要求,以推动烧结砖瓦行业烟气脱硝技术的推广和实施。

SCR 脱硝技术是目前世界上最成熟,实用业绩最多的一种烟气脱硝工艺,其采用 NH 3作为还原剂,将空气稀释后的 NH 3 喷入到约 300~420℃的烟气中,与烟气均匀混合后通过布置有催化剂的 SCR 反应器,烟气中的 NOx 与 NH3在催化剂的作用下发生选择性催化还原反应,生成无污染的 N2 和 H2 O。该技术自上世界 90 年代末从国外引进吸收,在我国火电、冶金、建材水泥、陶瓷行业已得到广泛应用,并在工艺设计和工程应用等多方面取得突破,业界已开发出高效 SCR 脱硝技术以及湿式脱硫脱硝一体化技术,以应对日益严格的环保排放标准。目前 SCR 脱硝技术已应用于不同容量各类装备,该技术的脱硝效率一般为 80%~90%,结合低氮燃烧技术后可实现 NOx 排放浓度小于 50mg/m³ 。SCR 技术在高效脱硝的同时也存在以下问题:烟气温度达不到催化剂运行温度要求,导致 SCR 脱硝系统无法投运;氨逃逸和 SO3的产生导致硫酸氢氨生成,进而导致催化剂和空预器堵塞;废弃催化剂的处置难题;采用液氨做还原剂时安全防护等级要求较高;氨逃逸引起的二次污染等。

SNCR 脱硝技术在焙烧窑炉烟温 850℃~1150℃区域喷入还原剂(氨或尿素),使NOx 还原为水和 N2 。SNCR 脱硝效率一般在 30%~70%,氨逃逸一般大于 3.8 mg/m³ ,NH3/NOx摩尔比一般大于 1。SNCR 技术的优点在于不需要昂贵的催化剂,反应系统比 SCR 工艺简单,脱硝系统阻力较小、运行电耗低。但存在影响焙烧窑炉运行工况,由于SNCR脱硝NOx系统工艺的改进,技术上已能够适应烧结砖瓦工业生产技术;烟气循环流化床脱硝配置 SNCR 效率一般在60%以上(最高可达 80%),主要原因是烟气循环流化床尾部旋风分离器提供了良好的脱硝反应温度和混合条件,烟气循环流化床低 NOx 的排放特性,可以在一定条件下实现窑炉 NOx 脱硝排放。

SNCR/SCR 联合脱硝工艺,主要是针对场地空间有限的烟气循环流化床 NOx 治理而发展起来的新型高效脱硝技术。SNCR 宜布置于窑炉最佳温度区间,SCR 脱硝催化剂宜布置于烟气再热器之间。利用在前端 SNCR 系统喷入的适当过量的还原剂,在后端 SCR 系统催化剂的作用下进一步将烟气中的 NOx 还原,以保证窑炉 NOx 排放达标。与 SCR 脱硝技术相比,SNCR/SCR 联合脱硝技术中的 SCR 反应器一般较小,催化剂层数较少,且一般不再喷氨,而是利用 SNCR 的逃逸氨进行脱硝,适用于部分 NOx 生成浓度较高、仅采用 SNCR 技术无法稳定达标排放的烟气循环流化床脱硝,以及受空间限制无法加装和实现大量催化剂的窑炉改造。但该技术对喷氨精确度要求较高,在保证脱硝效率的同时需要考虑氨逃逸泄露对下游设备的堵塞和腐蚀。该技术应用于高灰分煤及循环流化床窑炉时,需注意催化剂的磨损。

近年来我国在催化剂原料生产、配方开发、国情及工况适应性等方面均取得了很大进步,如高灰分耐磨催化剂技术、无钒催化剂、反应器流场优化技术等均得到成功应用和推广;同时对硝汞协同控制催化剂功能拓展、失活催化剂再生、废弃催化剂回收等方面也取得了一定突破,由于SNCR脱硝NOx系统工艺的改进,技术上已能够适应烧结砖瓦工业生产技术,但对于我国烧结砖瓦工业目前的焙烧温度较低且大风量生产工艺状况而言通过烟气治理控制较为合理,因此,本标准硝系统工艺推荐择优选择采用SCR 、SNCR和SNCR/SCR 联合脱硝NOx系统,湿式脱硫脱硝一体化技术,烟气循环流化床脱硝技术也较为适合烧结砖瓦工业大气污染物排放控制要求,本标准荐选择采用。