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为什么“烟气脱硝工艺”与你我的生活环境质量息息相关？
发布时间：
2022-12-15
分类：
新华网
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概述：
NOx可在大气中氧化生成硝酸，是形成酸雨的主要物质之一，还能与大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾，对环境质量危害很大。其主要产生于化石燃料燃烧过程中，为减少NOx产生污染环境，应进行脱硝处理。脱硝工艺主要分为源头控制与末端治理两大类。
源头控制：
源头控制即从化石燃料燃烧源头控制NOx的产生条件，从而减少NOx产生量。常用技术有采用低氮燃烧器，即可以降低燃料燃烧过程中NOx排放量燃烧器，分为旋流和直流两种，旋流燃烧器是利用空气分级燃烧技术，分两次或多次供入空气进行分段燃烧：一次空气通入，在燃料出口附近形成富燃区，抑制燃料NOx生成；其余空气是从燃烧器周围的一些空气喷口送入，与未燃尽燃料混合，继续燃烧并形成燃尽区；直流燃烧器又称浓淡燃烧器，其原理为使上下靠得很近的燃料喷口形成偏离化学当量比的燃烧。即一部分燃料在α<1的条件下过浓燃烧，由于缺氧，燃烧温度比通常情况下低，故燃料型NOx和热力型NOx都减少；另一部分燃料在α>1的条件下过淡燃烧，由于空气量大，使燃烧温度低，故热力型NOx降低。
与传统燃烧器相比其NOx排放量可降低70~90mg/m³。
末端治理：
末端治理是目前使用最多的脱硝方法，工艺有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SCR)与氧化法。但氧化法由于产生的脱硝副产物—硝酸盐和亚硝酸盐不易析出，会造成设备堵塞影响运行。且操作不好易造成二次污染，影响周边环境，故现在应用较少。目前常用SCR、SNCR工艺。
1、选择性催化还原法(SCR)
选择性催化还原法(SCR)技术是目前应用最多而且最有成效的烟气脱硝技术。SCR技术是在金属催化剂作用下，以NH3作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。主要反应方程式为：
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
8NH3+6NO2 → 7N2+12H2O
图1 工艺流程示意图
通过采用合适的催化剂，采用低温催化剂，上述反应可以在280℃~410℃的温度范围内有效进行，可以获得高达70%～95%的NOx脱除效率。（如果反应室温度低于300度时，则考虑使用低温催化剂）。SCR技术对烟气NOx控制效果十分显著，占地面积小、技术成熟、易于操作，是控制NOx污染的主要手段之一。
2、选择性非催化还原法（SNCR）
选择性非催化还原法（SNCR）是在不利用催化剂的情况下，利用含还原剂将烟气中的NOx还原成N2和H2O。具体做法为先将还原剂喷入炉膛内，在合适温度下，还原剂热分解NH3与烟气中的NOx接触并反应，将NOx还原为N2和H2O。SNCR采用氨基作为还原剂，一般常用尿素、氨水、液氨等。脱硫效率一般在75%左右。主要反应方程式为
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
2CO(NH2)2+4NO+O2 → 4N2+2CO2+4H2O
图2 工艺流程示意图
与SCR相比，SNCR具有以下特点：
①无需催化剂，可节省投资；
②SCR还原剂为氨，SNCR还原剂为氨和尿素等含氨基还原剂，还原剂可选择性多；
③反应温度不同，SCR反应温度较低，约290~400℃，SNCR反应温度较高，约930~1090℃
④较SCR相比，SNCR脱硝效率低。
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