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工業(yè)脫硝技術(shù)都有哪些?
作者:  來源: http://m.lndenghai.com/gsxw/n3637.html   發(fā)布時間:2023-12-08

  我國水泥行業(yè)的發(fā)展帶來了一個嚴(yán)重的問題,就是水泥生產(chǎn)排放的氮氧化物(NOx)量已經(jīng)成為僅次于火力發(fā)電和汽車尾氣的第三大排放源。這種排放對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。而且,最近幾年來,霧霾天氣對全國各大中型城市造成了嚴(yán)重的破壞。因此,我們迫切需要采取措施來解決這個問題,其中之一就是進(jìn)行水泥脫硝處理。

 

  燃料型NOx生成機(jī)理是指在燃燒過程中,燃料中的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)產(chǎn)生氮氧化物(NOx)的過程。這種機(jī)理是由于燃料中的氮?dú)庠诟邷叵屡c氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),生成一氧化氮(NO),然后進(jìn)一步與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮(NO2)。這些氮氧化物是空氣污染的主要來源之一,對環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重影響。因此,研究和控制燃料型NOx生成機(jī)理對于減少大氣污染具有重要意義。

 

  溫度型NOx生成機(jī)理是指在高溫條件下,氮?dú)夂脱鯕庠谌紵^程中相互作用產(chǎn)生一種污染物氮氧化物的過程。在燃燒過程中,當(dāng)溫度升高時,氮?dú)夂脱鯕夥肿訒l(fā)生碰撞,導(dǎo)致氮?dú)夥肿又械牡优c氧氣分子中的氧原子結(jié)合形成氮氧化物。這種生成機(jī)理在高溫環(huán)境下尤為顯著,因為高溫能夠提供足夠的能量來促進(jìn)氮氧化物的生成。

 

  快速溫度型NOx生成機(jī)理是指在高溫條件下,氮?dú)夂脱鯕庠谌紵^程中發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生一種稱為氮氧化物(NOx)的化合物。這種反應(yīng)通常發(fā)生在燃燒室內(nèi),例如汽車發(fā)動機(jī)或工業(yè)爐中。在高溫下,氮?dú)夂脱鯕夥肿优鲎膊l(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成NOx。這種機(jī)理是導(dǎo)致空氣污染和酸雨形成的主要原因之一。

 

  在燃燒開始的時候,空氣中的氮分子會與燃料燃燒產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物(如烴)發(fā)生碰撞。這種碰撞會導(dǎo)致生成一些中間產(chǎn)物,比如HCNCN。隨后,這些中間產(chǎn)物會經(jīng)歷氧化反應(yīng),最終生成NOx。一般來說,這種NOx生成量的比例非常微小,幾乎可以忽略不計。因此,在水泥工業(yè)中,通常不會考慮這個問題。

 

  我們需要采取一些措施來減少氮氧化物(NOx)的排放量。

 

  從理論上來說,我們可以通過兩種途徑來減少NOx的排放。第一種途徑是從水泥工藝自身出發(fā),我們可以通過控制煅燒過程來減少NOx的生成。具體的技術(shù)措施包括優(yōu)化燒成控制、使用低NOx燃燒器、在分解爐和管道內(nèi)進(jìn)行分級燃燒,并且可以調(diào)整配料方案。另外一種方法是從煙氣的末端進(jìn)行處理,以控制排放的NOx。這種方法采用了一些技術(shù)措施,包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)和組合脫硝技術(shù)等。

 

  選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術(shù)是一種用于減少氮氧化物排放的方法。這種技術(shù)通過向燃燒過程中注入尿素或氨水來降低燃燒產(chǎn)生的氮氧化物的濃度。這些化學(xué)物質(zhì)與氮氧化物發(fā)生反應(yīng),將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退魵?,從而減少對環(huán)境的污染。SNCR脫硝技術(shù)在工業(yè)和能源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,可以有效地降低氮氧化物的排放量,保護(hù)大氣環(huán)境的質(zhì)量。

 

  SNCR脫硝系統(tǒng)是一種用于減少燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物排放的技術(shù)。它的工作原理是通過向燃燒過程中注入尿素溶液,使其與燃燒產(chǎn)生的氮氧化物發(fā)生反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵猓瑥亩鴾p少氮氧化物的排放量。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,成本較低,且對環(huán)境友好。它被廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等領(lǐng)域,以滿足環(huán)保要求。

 

  目前,水泥行業(yè)主要推崇一種叫做選擇性非催化還原技術(shù)的方法來進(jìn)行脫硝。就是說,我們可以在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)(8501200℃),不使用催化劑的情況下,通過噴入脫硝劑氨水或尿素來還原煙氣中的NOx。

 

  SNCR脫硝技術(shù)的效果受到多種因素的影響。首先,燃燒溫度是一個重要的因素。如果燃燒溫度過高或過低,SNCR脫硝技術(shù)的效果可能會受到影響。其次,氨氣與氮氧化物的比例也是一個關(guān)鍵因素。如果比例不合適,脫硝效果可能會下降。此外,燃燒過程中的氧氣含量也會對SNCR脫硝技術(shù)的效果產(chǎn)生影響。最后,燃燒設(shè)備的設(shè)計和操作也會對脫硝效果產(chǎn)生影響。因此,在使用SNCR脫硝技術(shù)時,需要綜合考慮這些因素,以確保脫硝效果達(dá)到預(yù)期。

 

  當(dāng)溫度超過1200℃的時候,氨氣(NH3)的氧化反應(yīng)會開始成為主要的反應(yīng),結(jié)果會產(chǎn)生一些一氧化氮(NO)。當(dāng)溫度低于850℃時,反應(yīng)無法完全進(jìn)行,這會導(dǎo)致氨氣逃逸,進(jìn)而引發(fā)新的污染問題。保證氨逃逸量在8mg/Nm3以下非常重要,因為這是指在SNCR處理后的煙氣中未反應(yīng)的氨氣的數(shù)量。如果氨逃逸量超過這個限制,就會導(dǎo)致二次污染的問題。同時,在特定的反應(yīng)條件下,還會發(fā)生以下副反應(yīng):

 

  任何化學(xué)反應(yīng)都需要一定的時間才能發(fā)生,因此我們必須確保還原劑和NOx在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)停留足夠長的時間,這樣才能確保煙氣中的NOx被有效還原的比例。如果氨氣(NH3)在反應(yīng)器中停留的時間超過1秒鐘,那么就有可能達(dá)到最佳的氮氧化物(NOx)脫除率。尿素和氨水需要停留時間在0.3秒到0.4秒之間,這樣才能有效地去除NOx。有一些試驗結(jié)果表明,當(dāng)停留時間從100毫秒增加到500毫秒時,NOx的最大還原率也隨之從70%上升到了大約93%左右。因為入口煙氣流速很快,所以我們需要更短的停留時間來確保氨氣和氮氧化物發(fā)生反應(yīng)。與尿素不同,氨水不需要經(jīng)過熱解過程。在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),氨氣的停留時間比尿素更好。還原劑是一種化學(xué)物質(zhì),它能夠還原其他物質(zhì),使其恢復(fù)到原來的狀態(tài)。它在許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用,例如在化學(xué)實驗中用于還原金屬離子,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘僭?。此外,還原劑還可以用于修復(fù)受氧化損傷的物體,如古代藝術(shù)品或文物。它的作用類似于一個恢復(fù)器,能夠使物質(zhì)重新獲得其原有的性質(zhì)和外觀。

 

目前,SNCR脫硝技術(shù)主要使用一些氮系還原劑,比如尿素和氨水。尿素和NOx之間的化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜,這意味著脫除效率不太穩(wěn)定。此外,氨的逃逸率也相對較高,這可能導(dǎo)致形成更多的NO。因此,相比于尿素,氨水作為還原劑更好一些。