高效除塵技術(shù)
電除塵器升級(jí):采用高頻電源、脈沖電源、移動(dòng)電極等新技術(shù),提升除塵效率至99.9%以上。
布袋除塵器:使用高溫濾料(如PTFE覆膜濾袋),對(duì)細(xì)顆粒物(PM2.5)捕集效率可達(dá)99.99%。
電袋復(fù)合除塵:結(jié)合電除塵和布袋除塵優(yōu)勢(shì),排放濃度可控制在5mg/m3以下。
濕法脫硫強(qiáng)化
石灰石-石膏法升級(jí):采用雙塔串聯(lián)、旋匯耦合、pH值精確控制等技術(shù),脫硫效率可達(dá)99.5%以上,排放濃度<35mg/m3。
海水脫硫:適用于沿海地區(qū),利用海水堿度吸收SO?,無(wú)二次污染。
干法/半干法脫硫:如循環(huán)流化床脫硫(CFB-FGD),適用于中小鍋爐或缺水地區(qū)。
低氮燃燒技術(shù)(LNB)
通過(guò)優(yōu)化燃燒器(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán))降低爐內(nèi)NO?生成,減少30%~50%排放。
SCR(選擇性催化還原)
在煙氣中噴入氨(NH?),通過(guò)催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)將NO?還原為N?,效率可達(dá)90%以上,排放濃度<50mg/m3。
關(guān)鍵點(diǎn):催化劑活性溫度窗口(300~400℃)、氨逃逸控制。
SNCR(非催化還原)
適用于中小鍋爐,但效率較低(30%~70%),需與SCR組合使用。
VOCs治理
采用RTO(蓄熱燃燒)、吸附濃縮+催化氧化等技術(shù)。
超低排放的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)技術(shù)創(chuàng)新和精細(xì)化管理,未來(lái)趨勢(shì)是向“多污染物協(xié)同治理”和“近零排放”發(fā)展。
]]>垃圾焚燒過(guò)程中的脫硝(主要去除氮氧化物NOx)是煙氣處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需綜合考慮技術(shù)選擇、運(yùn)行參數(shù)和環(huán)保要求。以下是需要注意的關(guān)鍵細(xì)節(jié):
SNCR(選擇性非催化還原)
溫度窗口:需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度(通常850~1100℃),垃圾焚燒爐的爐膛溫度波動(dòng)可能影響脫硝效率。
氨逃逸:過(guò)量噴入還原劑(尿素或氨水)可能導(dǎo)致未反應(yīng)的氨逃逸,需優(yōu)化噴射點(diǎn)位和劑量。
適合場(chǎng)景:適用于中小型焚燒廠,成本較低但效率較低(約30~50%)。
SCR(選擇性催化還原)
催化劑選擇:常用釩鎢鈦催化劑,但垃圾煙氣中的重金屬(如Pb、As)、粉塵和酸性氣體(SO2、HCl)易導(dǎo)致催化劑中毒。
溫度匹配:中溫SCR(180~300℃)需避免煙氣再熱能耗過(guò)高;低溫SCR(<180℃)需解決催化劑活性問(wèn)題。
適合場(chǎng)景:高效(脫硝率>80%),但投資和運(yùn)維成本高,需前置除塵、脫酸等工藝保護(hù)催化劑。
組合工藝:SNCR+SCR聯(lián)合可平衡效率與成本,需注意系統(tǒng)協(xié)同控制。
成分復(fù)雜性:垃圾焚燒煙氣含高濃度粉塵、酸性氣體(HCl、SO2)、重金屬及二噁英,可能堵塞催化劑或引發(fā)副反應(yīng)(如SO2氧化為SO3)。
氧含量波動(dòng):垃圾熱值不穩(wěn)定導(dǎo)致煙氣氧含量變化,影響還原劑(如氨)與NOx的反應(yīng)路徑。
氨氮比(NSR):通??刂圃?.0~1.2,過(guò)高增加氨逃逸,過(guò)低降低脫硝效率。
混合均勻性:還原劑需與煙氣充分混合,避免局部濃度過(guò)高或過(guò)低。
空速(GHSV):SCR系統(tǒng)中,過(guò)高的空速會(huì)縮短煙氣與催化劑接觸時(shí)間,降低效率。
噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì):SNCR的噴嘴需耐高溫、防堵塞,位置應(yīng)避開(kāi)高溫腐蝕區(qū)域。
催化劑管理:SCR需定期清灰(如聲波吹灰)、監(jiān)測(cè)活性,更換周期通常2~5年。
防腐措施:氨逃逸與SO3可能形成硫酸氫銨(ABS),造成下游設(shè)備(空預(yù)器、除塵器)腐蝕。
氨逃逸:需安裝氨逃逸監(jiān)測(cè)儀(通常要求<3 ppm),必要時(shí)增設(shè)濕式洗滌塔。
N2O生成:高溫下尿素分解可能產(chǎn)生溫室氣體N2O,需優(yōu)化噴射溫度。
與脫酸、除塵協(xié)同:SCR通常布置在除塵(如布袋)和脫酸(如半干法)之后,以減少催化劑堵塞。
能耗問(wèn)題:煙氣再熱(如SCR前加熱)會(huì)增加能耗,可考慮余熱回收或低溫催化劑。
排放標(biāo)準(zhǔn):需符合當(dāng)?shù)豊Ox限值(如中國(guó)GB 18485-2014要求≤250 mg/m3)。
在線監(jiān)測(cè):CEMS系統(tǒng)需定期校準(zhǔn),確保NOx、氨逃逸等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
還原劑成本:液氨、尿素或氨水的選擇需考慮儲(chǔ)存安全性和價(jià)格。
催化劑壽命:通過(guò)預(yù)處理(如噴活性炭吸附重金屬)延長(zhǎng)催化劑使用時(shí)間。
前期設(shè)計(jì):根據(jù)垃圾成分、熱值波動(dòng)選擇合適工藝,預(yù)留調(diào)整空間。
運(yùn)行中:密切監(jiān)控溫度、氨逃逸及催化劑狀態(tài),及時(shí)調(diào)整噴氨策略。
維護(hù)保養(yǎng):定期清理噴射系統(tǒng)和催化劑,避免因積灰或中毒導(dǎo)致效率下降。
通過(guò)精細(xì)化控制,可在滿足環(huán)保要求的同時(shí)降低運(yùn)行成本。
SCR(選擇性催化還原)脫硝系統(tǒng)的主要設(shè)備
SCR(Selective Catalytic Reduction)是一種廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域的脫硝技術(shù),通過(guò)向煙氣中噴入還原劑(如氨或尿素),在催化劑作用下將NOx還原為N?和H?O。其主要設(shè)備包括以下核心部分:
液氨/氨水儲(chǔ)罐:儲(chǔ)存液態(tài)氨或氨水(需符合安全規(guī)范)。
尿素溶解與儲(chǔ)存系統(tǒng)(尿素-SCR):
尿素溶解罐:將尿素顆粒溶解為尿素溶液(40%~50%濃度)。
尿素儲(chǔ)罐:儲(chǔ)存制備好的尿素溶液。
蒸發(fā)/混合系統(tǒng)(液氨-SCR):將液氨蒸發(fā)為氣態(tài)氨,并與空氣混合稀釋至安全濃度(通常<5%)。
噴氨格柵(AIG, Ammonia Injection Grid):
多噴嘴設(shè)計(jì),確保還原劑均勻噴入煙氣中。
通常安裝在SCR反應(yīng)器前的煙道內(nèi)。
流量控制閥與計(jì)量模塊:精確調(diào)節(jié)還原劑噴射量(根據(jù)NOx濃度實(shí)時(shí)反饋)。
反應(yīng)器殼體:耐高溫、耐腐蝕鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)含催化劑層。
催化劑層:
類(lèi)型:蜂窩式、板式或波紋式催化劑(常用成分為V?O?-WO?/TiO?)。
布置:通常為2~4層,預(yù)留備用層以延長(zhǎng)使用壽命。
吹灰系統(tǒng):
聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹灰器,防止催化劑積灰堵塞。
煙道與導(dǎo)流板:確保煙氣均勻通過(guò)催化劑層,避免偏流。
煙氣加熱系統(tǒng)(可選):在低溫工況下預(yù)熱煙氣至催化劑活性溫度(通常280~400℃)。
NOx/O?在線分析儀:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入口/出口NOx濃度。
氨逃逸監(jiān)測(cè)儀:控制過(guò)量氨噴射(防止逃逸氨造成污染)。
DCS/PLC控制系統(tǒng):自動(dòng)調(diào)節(jié)噴氨量,優(yōu)化脫硝效率(目標(biāo)脫硝率通常>80%)。
稀釋風(fēng)機(jī):為氣態(tài)氨提供稀釋空氣。
廢水處理系統(tǒng)(尿素-SCR):處理尿素水解產(chǎn)生的廢液。
安全設(shè)施:氨泄漏檢測(cè)儀、應(yīng)急噴淋系統(tǒng)等。
溫度窗口:催化劑最佳工作溫度(燃煤電廠通常300~400℃)。
空速(SV):煙氣在催化劑內(nèi)的停留時(shí)間。
NH?/NOx摩爾比:通??刂圃?.8~1.2,避免氨逃逸。
SCR系統(tǒng)的設(shè)備選型和布置需根據(jù)具體燃料類(lèi)型、煙氣條件及排放標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化。
靜電除塵器(ESP):高壓電場(chǎng)吸附顆粒,效率>99%,但對(duì)PM2.5以下顆粒效果有限。
袋式除塵器(布袋):濾袋攔截顆粒物,可協(xié)同吸附二噁英和重金屬,需耐高溫(200–250°C)材質(zhì)。
濕式電除塵(WESP):適用于超細(xì)顆粒和酸霧,但廢水需處理。
干法脫酸:噴入Ca(OH)?或NaHCO?粉末,反應(yīng)生成鹽類(lèi),簡(jiǎn)單但效率較低(80–90%)。
半干法脫酸:噴霧干燥塔內(nèi)噴Ca(OH)?漿液,水分蒸發(fā)后顆粒物被布袋捕獲,脫酸效率90–95%。
濕法脫酸:用NaOH或Ca(OH)?溶液洗滌,效率最高(>95%),但產(chǎn)生廢水且需防腐設(shè)備。
選擇性非催化還原(SNCR):爐膛內(nèi)噴尿素或氨水,在850–1100°C下還原NO?,效率30–50%。
選擇性催化還原(SCR):在催化劑(V?O?-WO?/TiO?)作用下,低溫(180–400°C)噴氨還原NO?,效率80%以上,但需防止催化劑中毒。
SDS(Sodium Bicarbonate Dry Scrubbing)干法脫硫以?碳酸氫鈉(NaHCO?)?為脫硫劑,通過(guò)高溫活化反應(yīng)去除煙氣中的SO?等酸性氣體。核心反應(yīng)步驟:
活化階段:NaHCO?在140-200℃下分解為活性更強(qiáng)的Na?CO?(碳酸鈉),并釋放CO?。
脫硫階段:Na?CO?與煙氣中的SO?反應(yīng)生成Na?SO?(硫酸鈉)和Na?SO?(亞硫酸鈉),實(shí)現(xiàn)脫硫。
化學(xué)方程式:
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2Na2CO3+SO2+12O2→Na2SO4+CO2
SDS系統(tǒng)主要由以下模塊構(gòu)成:
脫硫劑制備系統(tǒng):
儲(chǔ)料倉(cāng)、研磨機(jī)(將NaHCO?研磨至20-30μm細(xì)度)、輸送風(fēng)機(jī)等。
噴射系統(tǒng):
計(jì)量給料裝置、噴槍?zhuān)▽⒎勰┚鶆驀娙霟煹溃?/p>
反應(yīng)系統(tǒng):
反應(yīng)煙道(確保煙氣與脫硫劑充分混合,停留時(shí)間≥2秒)。
除塵系統(tǒng):
布袋除塵器(捕集脫硫產(chǎn)物及未反應(yīng)的粉末)。
控制系統(tǒng):
PLC/DCS自動(dòng)調(diào)節(jié)脫硫劑用量,根據(jù)SO?濃度實(shí)時(shí)反饋。
高效脫硫:脫硫效率可達(dá)95%以上,出口SO?濃度可降至10mg/Nm3以下。
干法工藝:無(wú)需噴水,無(wú)廢水產(chǎn)生,適應(yīng)低溫?zé)煔猓?40-300℃)。
簡(jiǎn)潔流程:設(shè)備占地面積小,尤其適合改造項(xiàng)目。
副產(chǎn)物利用:脫硫產(chǎn)物(Na?SO?)可作為工業(yè)原料回收。
協(xié)同處理:可同步去除HCl、HF等酸性氣體。
鋼鐵行業(yè):燒結(jié)機(jī)、球團(tuán)、焦?fàn)t煙氣。
建材行業(yè):水泥窯、玻璃熔爐。
固廢處理:垃圾焚燒發(fā)電廠。
化工行業(yè):燃煤鍋爐、硫酸廠尾氣。
參數(shù) | SDS干法 | 石灰石-石膏濕法 | 半干法(CFB) |
---|---|---|---|
脫硫效率 | 90-99% | 95-99% | 80-90% |
溫度適應(yīng)性 | 140-300℃ | 需降溫至50-60℃ | 150-180℃ |
廢水產(chǎn)生 | 無(wú) | 大量 | 少量 |
副產(chǎn)物 | Na?SO?(可售) | 石膏(需處理) | 灰渣(難利用) |
投資成本 | 中等 | 高 | 較低 |
煙氣條件:需精確控制煙氣溫度、流量及SO?濃度。
粉末粒度:脫硫劑粒徑需≤30μm,否則影響反應(yīng)速率。
系統(tǒng)壓損:優(yōu)化煙道設(shè)計(jì)以減少風(fēng)機(jī)能耗。
防腐措施:高溫酸性氣體可能腐蝕設(shè)備,需選用耐腐材料。
SDS干法脫硫技術(shù)憑借其靈活性和環(huán)保性,已成為中小煙氣量、中低硫濃度場(chǎng)景的理想選擇。實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合煙氣參數(shù)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),以平衡運(yùn)行成本與脫硫效率。
]]>原理:在催化劑(如V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-WO<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>)作用下,向煙氣中噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),使NO<sub>x</sub>轉(zhuǎn)化為N<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
適用溫度:300~400℃(通常布置在鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前)。
優(yōu)點(diǎn):脫硝效率高(可達(dá)90%以上),技術(shù)成熟,應(yīng)用最廣。
缺點(diǎn):催化劑昂貴,易中毒(如砷、堿金屬),NH<sub>3</sub>逃逸可能造成二次污染。
原理:在高溫(900~1100℃)下直接噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),無(wú)需催化劑,NO<sub>x</sub>被還原為N<sub>2</sub>。
反應(yīng)式:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
適用溫度:需嚴(yán)格控制溫度窗口(溫度過(guò)低反應(yīng)不完全,過(guò)高NH<sub>3</sub>會(huì)被氧化成NO)。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單,投資低,適合中小型鍋爐。
缺點(diǎn):脫硝效率較低(30%~70%),氨逃逸率高。
原理:通過(guò)優(yōu)化燃燒方式(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO<sub>x</sub>生成。
主要方法:
空氣分級(jí)燃燒:控制燃燒區(qū)氧濃度,抑制NO<sub>x</sub>生成。
燃料分級(jí)燃燒:先燃燒部分燃料,再補(bǔ)燃剩余燃料,降低峰值溫度。
煙氣再循環(huán)(FGR):將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
優(yōu)點(diǎn):成本低,適用于新建或改造鍋爐。
缺點(diǎn):?jiǎn)为?dú)使用脫硝效率有限(30%~50%),通常需配合SCR/SNCR。
用于去除煙氣中的顆粒物(粉塵):
靜電除塵器(ESP)
利用高壓電場(chǎng)使顆粒物帶電后被集塵極捕獲,效率可達(dá)99%以上,適用于高溫?zé)煔狻?/p>
袋式除塵器(布袋除塵)
通過(guò)纖維濾袋攔截顆粒物,對(duì)微細(xì)顆粒(如PM2.5)去除效果好,需定期清灰。
濕式電除塵器(WESP)
結(jié)合靜電除塵和噴淋清洗,可處理高濕、黏性粉塵,常用于超低排放。
旋風(fēng)除塵器
利用離心力分離大顆粒,通常作為預(yù)除塵設(shè)備。
用于去除煙氣中的二氧化硫(SO?):
濕法脫硫(主流技術(shù))
石灰石-石膏法:核心設(shè)備包括吸收塔(噴淋層)、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、石膏脫水系統(tǒng)。
氨法脫硫:利用氨水吸收SO?,副產(chǎn)硫酸銨。
干法/半干法脫硫
噴霧干燥法(SDA):霧化石灰漿與煙氣反應(yīng),設(shè)備包括噴霧塔、旋轉(zhuǎn)霧化器。
循環(huán)流化床(CFB)脫硫:煙氣與石灰粉在流化床中反應(yīng)。
用于去除氮氧化物(NO?):
選擇性催化還原(SCR)
在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,噴入氨(NH?)將NO?還原為N?,核心設(shè)備包括反應(yīng)器、催化劑層、噴氨格柵。
選擇性非催化還原(SNCR)
在高溫區(qū)(900~1100℃)直接噴入氨或尿素,無(wú)需催化劑,但效率較低(30~70%)。
低氮燃燒器(LNB)
通過(guò)優(yōu)化燃燒方式減少NO?生成,屬于源頭控制。
不同行業(yè)(如燃煤電廠、鋼鐵、水泥)會(huì)根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)性選擇組合工藝。例如,燃煤電廠常用“SCR+靜電除塵+石灰石-石膏法+濕電”的超低排放路線。
鍋爐脫硝(去除氮氧化物,NOx)的主要方法可分為?燃燒控制技術(shù)?和?煙氣處理技術(shù)?兩大類(lèi),具體如下:
通過(guò)優(yōu)化燃燒過(guò)程減少NOx生成,常見(jiàn)方法:
低氮燃燒器(LNB)
通過(guò)分級(jí)燃燒、降低氧濃度等方式抑制NOx形成。
空氣分級(jí)燃燒(OFA)
將燃燒空氣分階段注入,降低高溫區(qū)氧含量。
燃料分級(jí)燃燒(Reburning)
主燃燒區(qū)后噴入二次燃料(如天然氣),還原已生成的NOx。
煙氣再循環(huán)(FGR)
將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
對(duì)已生成的NOx進(jìn)行化學(xué)處理,主流方法:
選擇性催化還原(SCR)
原理:在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入氨(NH?),將NOx還原為N?和H?O。
效率:可達(dá)80%~90%。
溫度要求:300~400℃(需布置在省煤器與空預(yù)器之間)。
選擇性非催化還原(SNCR)
原理:在高溫區(qū)(900~1100℃)直接噴入氨或尿素,無(wú)催化劑還原NOx。
效率:30%~70%,成本低于SCR但效率較低。
聯(lián)合脫硝技術(shù)(SCR+SNCR)
結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì),提高脫硝效率(可達(dá)70%~85%)。
氧化吸收法
先用臭氧(O?)或次氯酸鈉(NaClO)將NO氧化為易溶于水的NO?,再用堿液吸收。
效率需求:高濃度NOx優(yōu)先選SCR。
成本限制:SNCR或低氮燃燒改造更經(jīng)濟(jì)。
空間限制:SCR需預(yù)留催化劑安裝空間。