選擇性催化還原脫硝法（SCR）治理硝酸尾氣的應(yīng)用-黑化集團(tuán)案例

1、職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫大氣污染控制應(yīng)用案例工程案例 選擇性催化還原脫硝法（SCR）治理硝酸尾氣的應(yīng)用黑龍江黑化集團(tuán)有限公司是以煤為原料的煤化企業(yè)，毗鄰嫩江水系，因該公司1983年投產(chǎn)的年產(chǎn)八萬噸硝酸銨裝置設(shè)備陳舊、資金投入少等原因，未對硝酸尾氣的NOx進(jìn)行任何處理，達(dá)不到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2006 年底，黑化集團(tuán)有限公司硝銨分廠開始采用RN- 32 催化劑，利用氨庫球罐弛放氣中的NH3 用還原劑，采用選擇性催化還原法（SCR）對硝酸尾氣進(jìn)行治理。此方法脫硝工藝簡單實(shí)用，成本較低，催化劑使用壽命長，處理效果好，轉(zhuǎn)化率高，能達(dá)到較好的治理效果。以達(dá)到環(huán)保及減排要求。

2、1. SCR 法脫硝原理黑化集團(tuán)有限公司SCR 法脫硝還原劑選用NH3，在溫度較低時(shí)（150230），在催化劑的作用下，反應(yīng)器中主要發(fā)生如下反應(yīng)：6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O當(dāng)達(dá)到250以上時(shí)，下列副反應(yīng)發(fā)生速度率較大：4NH3+3O22N2+6H2O故選擇合適的反應(yīng)溫度和催化劑可以降低副反應(yīng)速率。黑化集團(tuán)有限公司選取的反應(yīng)溫度在210250之間，以減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高NOx的轉(zhuǎn)化率和處理效益。2 催化劑的選擇催化劑在SCR 法脫硝中起著重要作用，催化劑的選擇關(guān)系重大。以NH3 為還原劑還原NOx 的過程較易進(jìn)行，可以使用Cu、Cr、Fe、V、Mn 等

3、金屬的氧化物或鹽類做催化劑代替金屬催化劑以降低成本。黑化集團(tuán)有限公司此次所用脫硝催化劑為蘭州中科凱迪新技術(shù)公司的RN- 32 催化劑。此種催化劑使用壽命長，轉(zhuǎn)化效率高，啟動(dòng)溫度及反應(yīng)溫度不高，副反應(yīng)少。其技術(shù)指標(biāo)如下：（1）顆粒大?。?5mm（2）堆比重：0.76g·mL- 1（3）比表面積：140160 m2·g - 1（4）孔容：0.400.50 mL·g - 1（5）壓碎強(qiáng)度：60 N·粒- 1（6）壓力：常壓0.95MPa（7）適用溫度：200420（8）NH3NOx （分子比）：1.214（9）氣體空速：500010000/h- 1（10）NO

4、x 轉(zhuǎn)化率：95（11）使用壽命：4 年以上3 催化劑裝填與活化開車本催化劑使用前不需H2 還原。在系統(tǒng)開車中，根據(jù)尾氣處理系統(tǒng)阻力大小逐步提高尾氣壓力，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，根據(jù)尾氣中NO2 含量來調(diào)節(jié)氨流量，使得NH3NOx 比控制在1.01.2。本催化劑啟動(dòng)溫度150200，一般200250即可滿足消除NOx 要求。4 治理結(jié)果分析及相應(yīng)措施黑化集團(tuán)有限公司硝銨分廠于2007 年9 月底投入使用RN- 32 催化劑，對硝酸尾氣NOx 進(jìn)行處理，運(yùn)行一段時(shí)間后，尾氣顏色由棕黃色變?yōu)闊o色，達(dá)到完全脫除黃煙的效果。按環(huán)保部門的要求，以NO2 計(jì)算，催化劑反應(yīng)溫度在240左右，近一年各時(shí)間段內(nèi)處理結(jié)果見

5、表1。黑化集團(tuán)有限公司硝酸尾氣治理還原劑NH3來源于氨庫球罐的弛放氣，弛放氣中含NH3 為48%，使用中能滿足治理尾氣的要求，達(dá)到廢氣利用和節(jié)能減排的目的。由表1 中數(shù)據(jù)可知，在溫度不大于250，反應(yīng)器壓差為0.4 kgf·cm- 2 的情況下，在處理的前幾個(gè)月內(nèi)，NO2 濃度小于420mg·m- 3，滿足國家環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)。而在4 月份測得濃度較高，不符合排放要求，分析原因如下：（1）判斷在煙囪尾氣排放取樣點(diǎn)有冷凝現(xiàn)象存在；（2）煙氣中過量NH3被氧化重新生成NO2；（3）所采用的分析方法為H2O2吸收NOx 生成HNO3，用甲基紅做指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定，此種檢測方法

6、并非國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，有待改進(jìn)；（4）催化劑失活。對于第1 種可能性，煙囪尾氣排放溫度為200以上，不可能存在煙氣冷凝現(xiàn)象，通過檢查之后，排除了第1 種可能。對于第4 種可能性，催化劑在開車之前經(jīng)過活化處理，而且催化劑使用壽命為4 年之久，經(jīng)過對催化劑的檢查，也排除了催化劑失活的可能性。逐一分析之后，發(fā)現(xiàn)在4 月份期間，弛放氣中NH3 濃度過高，導(dǎo)致硝酸尾氣中NH3 濃度過高，過量的NH3 與O2 反應(yīng)重新生成NO2，導(dǎo)致結(jié)果偏高。后來嚴(yán)格按反應(yīng)要求控制NH3 濃度，同時(shí)按國家規(guī)定改進(jìn)采樣測定方法，最后獲得較滿意的結(jié)果。最后從2008 年5 月直到2008 年12 月份，NOx 排放濃度均能滿足排放要求。4 結(jié)論黑化集團(tuán)有限公司與日本三井物產(chǎn)公司簽定的N2O 減排量購買協(xié)議為黑化集團(tuán)有限公司全面治理硝酸尾氣提供了良好契機(jī)，N2O 的減排，不僅使該公司有效減少溫室氣體的排放，而且成功后可以獲得減排量收益。同時(shí)采用選擇性催化還原法（SCR）可以有效治理硝酸尾氣中的NOx,達(dá)到排放標(biāo)