生物質(zhì)鍋爐脫硫脫硝技術(shù)

1、精品文檔，助你起航，歡迎收藏和關(guān)注!生物質(zhì)鍋爐脫硫脫硝技術(shù).生物質(zhì)直燃鍋爐概述生物質(zhì)直燃鍋爐是以生物質(zhì)能源作為燃料的新型鍋爐，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，如農(nóng)作物秸稈、農(nóng)林業(yè)加工業(yè)的廢棄物等都可作為鍋爐的燃料。生物質(zhì)直 燃鍋爐排放煙氣中的二氧化硫、氮氧化物含量較低，且不產(chǎn)生廢渣。因此與燃煤 鍋爐相比，更加節(jié)能環(huán)?！，F(xiàn)行的生物質(zhì)鍋爐煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)按鍋爐大氣污染 物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2014)執(zhí)行。即塵、二氧化硫、氮氧化物的排放限值為 30, 200, 200 mg Zm3,其中重點(diǎn)地區(qū)按 20, 50, 100 mg / m3執(zhí)行。但隨著國 家對(duì)鍋爐煙氣環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，加上鍋爐煙氣超低排放的

2、推廣實(shí)行， 大氣污染物 排放要求將會(huì)更嚴(yán)格。目前很多生物質(zhì)鍋爐企業(yè)已經(jīng)按照10, 35, 50 mg / m3的排放限值對(duì)鍋爐進(jìn)行整改。經(jīng)對(duì)生物質(zhì)直燃鍋爐煙氣調(diào)研、測(cè)試、分析，生物質(zhì)鍋爐煙氣有如下特點(diǎn)： 爐膛溫度差別大，生物質(zhì)鍋爐主要有爐排爐和循環(huán)流化床爐， 每種爐型又分為 中溫中壓爐、次高溫次高壓爐、高溫高壓爐，膛溫度分別為700760C、880950C 8501100C；生物質(zhì)中氫元素含量較高，煙氣中含水量也高，可達(dá)到 15% 30%煙塵含堿金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，可達(dá) 8%以上；二氧化硫、氮氧化 物濃度低、波動(dòng)大，燃燒純生物質(zhì)時(shí)二氧化硫、氮氧化物濃度在120250mg/m3波動(dòng)，如燃料中摻雜模

3、板、木材、樹皮，煙氣中二氧化硫、氮氧化物濃度在250 600 mg/m3 波動(dòng)。. 脫硝技術(shù)生物質(zhì)的鍋爐由于燃料種類多、熱值低、給料均勻性差，造成燃燒區(qū)內(nèi)的溫 度變化劇烈，鍋爐出口初始氮氧化物排放濃度波動(dòng)大。 生物質(zhì)鍋爐脫硝首先要穩(wěn) 定爐膛出口 NOx的濃度。生物質(zhì)可采用的煙氣脫硝方式包括：SNCR兌硝技術(shù)，SCFB硝技術(shù)，臭氧氧化脫硝技術(shù)，ZYY脫硝技術(shù)等。SNCR 脫硝SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction )即選擇性非催化還原法脫硝 技術(shù)，是在不使用催化劑的情況下，將還原劑直接噴入到8001100c高溫?zé)煔庵校诟邷貤l件下，還原劑先分解為 NH3及

4、其他副產(chǎn)物，之后，煙氣中的NOx與分解產(chǎn)生的NH3進(jìn)一步發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為N2和H2O,精品文檔，助你起航，歡迎收藏和關(guān)注!主要反應(yīng)為:8NH3+ 6NO +3O2 7N2+ 12H2OSNCR技術(shù)是煙氣脫硝的主流技術(shù)之一，脫硝成本較低，工藝較簡單，但其脫 硝效率一般為2050流右，很難達(dá)到更高的脫硝效率。SCR脫硝SCR（ Selective Catalytic Reduction）即選擇性催化還原技術(shù)，是將還原劑送入煙道使之與煙氣混合，在催化劑的作用下，在 300420c的溫度狀態(tài)下將 NOX5原為N2和H2O,從而實(shí)現(xiàn)NOx的減排。在SCRK應(yīng)器內(nèi)，NOx過以下反應(yīng)

5、被還原：4NO + 4NH3 + O2 - 4N2+ 6H2O （主反應(yīng)）6NO2+ 8NH3 7N2+ 12H2O （主反應(yīng)）6NO + 4NH3 - 5N2+ 6H2O （副反應(yīng)）2NO2+ 4NH3+ O2- 3N2+ 6H2O （副反應(yīng)）SCR脫硝技術(shù)，是煙氣脫硝效率最高最有效的固定源NOx治理的技術(shù)，脫硝率可以達(dá)到90%Z上。但由于生物質(zhì)燃料本身含有 K、Na Ca等堿性物質(zhì)，燃燒 后形成飛灰進(jìn)入SCRK統(tǒng)，吸附在催化劑表面或堵塞催化劑孔道， 并且與催化劑 表面活性成分發(fā)生反應(yīng)，造成催化劑中毒失活，對(duì)催化劑的使用壽命產(chǎn)生影響。 為保證催化劑的安全運(yùn)行，同時(shí)最大限度減小新增催化劑的煙氣

6、阻力， 催化劑需 選用抗堿金屬板式催化劑。臭氧氧化脫硝技術(shù)鍋爐煙氣中的NOx近95%是以NO形式存在，其余是以NO2 N2O5I?形式 存在。臭氧脫硝的原理是利用臭氧的強(qiáng)氧化性， 將煙氣中不可溶的NO氧化為可 溶的NO2,然后在洗滌塔內(nèi)通過冷卻、噴淋最終將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目 的。臭氧脫硝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：煙氣溫度適應(yīng)性好；不使用氨等還原劑，無氨逃逸；同 時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)汞、VOCs以及二嗯英的有效脫除；可以與濕法脫硫配合構(gòu)成脫硫脫硝 一體化工藝；設(shè)備布置靈活，無需對(duì)鍋爐等原設(shè)備改造。雖然臭氧脫硝技術(shù)具備一定優(yōu)勢(shì)，但也存在脫硝效率低，運(yùn)行費(fèi)用較高，廢 水二次污染，硝酸鹽溶液處理費(fèi)用高等問題；而且臭氧脫硝

7、必須配合濕法脫硫構(gòu)精品文檔，助你起航，歡迎收藏和關(guān)注！成脫硫脫硝一體化，才能相對(duì)降低脫硝的投資成本，存在一定的局限性。ZYY脫硝技術(shù)ZYY脫硝技術(shù)為北京巨亞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰镜膶＠夹g(shù)，專利說明書CN201811092310.5中敘述ZYYg術(shù)脫硝率84?96% 脫硫率98犯上。ZYY脫硫脫硝技術(shù)是利用工業(yè)尿素CH4N2加為煙氣中硫氧化物、氮氧化物的 還原劑，通過將尿素細(xì)粉噴入生物質(zhì)鍋爐的爐膛上方，在脫硫脫硝催化劑的作用下，尿素細(xì)粉在爐膛中于 750960c溫度下分解成氨和異氟酸，氨和異氟酸與 煙氣中的SO2 NO NO2a行還原反應(yīng)，SO2還原生成單質(zhì)S和水，NO?口 NO斑 原生成氮?dú)釴

8、2和H2O尿素分解反應(yīng)：CH4N2ONH3+ HNCO脫硝反應(yīng)：2HNCO+2NO2+ON2+2NO +2CO2+2H2O2NH3 -N2+3H2NO2+H2NO+H2O2NO+2HIN2+2H2O脫硫反應(yīng)：SO2+2H2S J +2H2O 2SO2+2CO2S ； +3CO2ZYY技術(shù)雖然投資成本低，但存在很多問題：運(yùn)行成本高，需要使用北京 巨亞公司專供的藥劑；ZYY脫硫脫硝催化劑為消耗品，壽命為一年，需要每年 進(jìn)行更換；脫硫副反應(yīng)中間體COS染基硫）有毒性，應(yīng)該控制其生成；SC2 以單質(zhì)S的形態(tài)扣留到灰分中，單質(zhì) S在室外環(huán)境中將會(huì)解體并逐漸被氧化為 SO2重新回到環(huán)境中，需對(duì)單質(zhì)硫從灰中

9、分離回收，才能真正實(shí)現(xiàn)脫硫。.脫硫技術(shù)生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的SO汗要來源于燃料中有機(jī)硫的氧化和硫酸鹽的熱分解， 與生物質(zhì)燃料品種有關(guān)。目前，為降低SO2的排放指標(biāo)，生物質(zhì)發(fā)電廠可采用的 脫硫技術(shù)包括：爐內(nèi)脫硫、半干法脫硫（SDA CFB、干法脫硫（SDS以及濕法 脫硫等。爐內(nèi)石灰石脫硫爐內(nèi)石灰石脫硫技術(shù)是通過向爐內(nèi)直接添加石灰石粉來控制 SO2的排放。投 入爐內(nèi)的石灰石在850C左右條件下發(fā)生鍛燒反應(yīng)生成氧化鈣， 然后氧化鈣、SO2 和氧氣經(jīng)過一些列化學(xué)反應(yīng)，最終生成硫酸鈣，化學(xué)反應(yīng)式為：CaCO3-CaO+CO2 （煨燒反應(yīng)）CaO+SO2+1/2O2 CaSO4 （固硫反應(yīng)）精品文檔，助你起航，

10、歡迎收藏和關(guān)注！國內(nèi)燃煤流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫效率一般達(dá) 60%生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi) 噴鈣脫硫的效率比傳統(tǒng)燃煤循環(huán)流化床鍋爐低，大約在 50批右。甚至更低，要 獲得更高的脫硫效率，需考慮爐后脫硫。SDA旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫半干法脫硫最常用的工藝為 SDA轉(zhuǎn)噴霧半干法。SDAt的工藝流程為：石 灰制備系統(tǒng)將熟石灰制備成一定濃度的 Ca(OH)2漿液，該漿液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)霧化器噴 入半干式反應(yīng)塔中，形成極小的霧滴，噴入 100150c鍋爐出口煙氣中，煙氣與 石灰漿液霧滴充分接觸發(fā)生物理、 化學(xué)反應(yīng)，氣體中的SO2等酸性其他被吸收凈 化。同時(shí)，部分與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，使 CaSO3?；癁镃aSO4反應(yīng)式為：

11、SO2+ Ca(OH)2 -CaSO3+ H2OSO2+ 1/2O2+ Ca(OH) 2-CaSO4+ H2OS O3+Ca(OH)少CaSO4+ H2O2HCl+Ca(OH)2 -CaCl2+ H2O2HF+Ca(OH)2-CaF2+ H2OSDA脫硫工藝特點(diǎn)：脫硫效率高達(dá)98犯上；SDAT藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)靈 活，可控性好；濕法脫硫的機(jī)理，干法的特點(diǎn)；無廢水產(chǎn)生，系統(tǒng)不需防腐處理。CFB循環(huán)流化床半干法脫硫循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝的原理是：脫硫劑Ca(OH)2粉末和煙氣中的SO2在有水參與的情況下，在 Ca(OH)2粒子的液相表面發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理與 SDA 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥相同。其主要反應(yīng)發(fā)

12、生在100150c脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，Ca(OH)2粉末、 煙氣及噴入的水分，在流化狀態(tài)下充分混合，此時(shí)由于有水參與，Ca(OH)2粉末表面離子化，煙氣中的酸性氣體與 Ca2+R觸并迅速反應(yīng)。由于有物料再循環(huán)系統(tǒng)，使得脫硫塔內(nèi)參加反應(yīng)的Ca(OH)2量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新投 加的Ca(OH)2量，即實(shí)際反應(yīng)的脫硫劑與酸性氣體的摩爾比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表觀摩爾 比，從而使SO2 SO3 HCl、HF等酸性氣體能被充分地吸收，實(shí)現(xiàn)高效脫硫。CFB主要工藝特點(diǎn)：煙氣、物料、水在劇烈的摻混升降運(yùn)動(dòng)中接觸時(shí)間長、 混合充分，脫硫效率達(dá)到90%不產(chǎn)生廢水，不需要設(shè)置廢水處理系統(tǒng)；尾部煙 囪不需要防腐。SDS 干法脫硫精品文檔，助你

13、起航，歡迎收藏和關(guān)注!SDS干法脫硫可采用堿性吸收劑噴射，在鍋爐出口后端合適位置增加碳酸氫 鈉超細(xì)粉噴射口，使其與180250c煙氣中的SO改生化學(xué)反應(yīng)，如：2NaHCO3蝕量-Na2CO3+ CO2+ H2ONa2CO3+ SO2+ 1/2 O2+ 熱量-Na2SO4+ CO2SDS工藝主要技術(shù)特點(diǎn)：脫硫效率可達(dá)95%Z上；對(duì)煙氣流量、SO詠度等工 況的變化適應(yīng)性較強(qiáng)；脫硫劑成本較高，總體運(yùn)行成本相對(duì)較高，適用于煙氣含 硫量低（或煙氣量?。傁牧坎淮?，這樣吸收劑增加的成本不敏感；腐蝕性 輕微，基本不用采取特殊防腐措施，但需采取相應(yīng)防磨措施；由于脫硫工藝不需 要對(duì)煙氣進(jìn)行了增濕減溫，排放煙

14、氣溫度基本沒有降低，煙氣排放始終保持良好 的視覺效果；系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水。由于SDS反應(yīng)窗口溫區(qū)（即煙氣溫度180250C）, 這樣才能保證90%Z上的脫硫效率。對(duì)于生物質(zhì)鍋爐采用 SDS干法脫硫系統(tǒng)，由 于生物質(zhì)鍋爐一般的排煙溫度是較低，一般是 130-150C,為了保證較高的脫硫 效率，需將鍋爐煙氣升溫，造成運(yùn)行成本的大大增加。濕法脫硫濕法脫硫采用石灰石漿液、氫氧化鈉溶液或者氨水等堿性溶液與煙氣接觸， 吸收液通過高效噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷 面。液滴中的堿液與塔內(nèi)煙氣逆流充分接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的 SO2 SO那被堿液吸收。該工藝的特點(diǎn)是：技術(shù)比較成

15、熟，脫硫效率高（9098%;適應(yīng)性強(qiáng)，能適 應(yīng)高濃度SO2煙氣條件；產(chǎn)生脫硫廢水；系統(tǒng)復(fù)雜，幾乎所有設(shè)備都需防腐；排 煙溫度低于煙氣露點(diǎn)溫度，煙囪需要做防腐。煙囪排煙存在煙羽問題、脫硫廢水 二次污染問題。.生物質(zhì)鍋爐脫硫脫硝推薦工藝分析針對(duì)20萬標(biāo)方煙氣，排煙120140c的生物質(zhì)鍋爐，NOx SO2的原始排放 濃度均為400 mg/Nm3排放濃度分別為 50、35 mg/Nm3脫硝推薦采用SNCR+SCR合脫硝技術(shù)，把SNCR：藝的還原劑噴入爐膛技術(shù) 同SCRX藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步脫除NOx它是把SNCRC藝的低費(fèi)用的特點(diǎn)同SCRT藝的高效率進(jìn)行有效結(jié)合。SNC解煙

16、氣中NOx 濃度降至200 mg/Nm3再通過SCR等NO湍至50mg/Nm3脫硫有SDA#干法、精品文檔，助你起航，歡迎收藏和關(guān)注!CFH干法、鈉減法濕法三種脫硫工藝可供選擇。脫硫脫硝設(shè)備投資與運(yùn)行費(fèi)用 如表4.1所小。表4.1設(shè)備投資與運(yùn)行費(fèi)用SNCR和SCR原齊【J采用尿素，SNCRT藝在脫除部分NOx的同時(shí)也為后面的 SCR提供所需要的氨，可以省卻尿素?zé)峤饪陉?寸系統(tǒng)的設(shè)置。對(duì)于沒有設(shè)置 SNCR 的系統(tǒng)，若需增設(shè)補(bǔ)氨系統(tǒng)，采用尿素?zé)峤夤に嚕O(shè)備投資費(fèi)用需要另增加75萬元，運(yùn)行費(fèi)用每年增加80萬元。生物質(zhì)鍋爐可行的脫硫技術(shù)有半干法（SDA CFB和濕法脫硫。與半干法脫 硫相比，濕法脫硫產(chǎn)生脫硫廢水，存在二次污染問題；