脱硝技术


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氢氧化铝焙烧炉烟气脱硝技术探析凤凰平台

日期:2020-07-19 05:57

  北极星大气网讯:摘要: 着重先容目前邦内首要的氢氧化铝焙烧炉烟气脱硝技巧,即低氮燃烧+抉择性非催化还原(SNCR)+抉择性催化还原(SCR)复合脱硝技巧,并对该技巧的特色及工程行使情状举办了探究.

  铝行业因区域漫衍与“2+26”涉及范畴有很大重叠,于是成为受影响较大的行业之一。此中铝行业万分排放限值参照《铝工业污染物排放准绳及篡改单》(GB 25465-2010)的恳求。该篡改单对大气污染物万分排放限值做了调动,颗粒物、二氧化硫目标大幅下调收紧,并新增了氮氧化物(以NO2 计)万分排放限值。

  面临各行业环保处分准绳日趋苛苛的趋向,各大氧化铝企业接续将氢氧化铝焙烧炉烟气处分项目提上日程。境遇处分改制投资较大,为确保邦度一直抬高排放准绳时无须再次举办改制升级,各大氧化铝企业纷纷将排放准绳抬高到超低排放的程度,即粉尘排放小于5mg/Nm3、氮氧化物排放小于50mg/Nm3。正在此靠山下,氢氧化铝焙烧炉“低氮燃烧+ 抉择性非催化还原(SNCR)+ 抉择性催化还原(SCR)”复合脱硝技巧应运而生,并获得了敏捷的施行和行使。

  依据氢氧化铝焙烧炉的临盆工艺经过和特色,为抵达氮氧化物超净排放的宗旨,同时酌量到脱硝技巧计划的低本钱、平和、节能、安谧等成分,我院率先提出了正在临盆经过中对氮氧化物举办处分的技巧道途,同时分两段对已天生的氮氧化物举办还原,一段是抉择性非催化还原技巧(SNCR),二段是抉择性催化还原技巧(SCR),还原剂采用尿素。

  氮氧化物的酿成机理分为热力型、燃料型和敏捷型三种。我院对焙烧炉临盆经过举办了Fluent 流体仿真模仿。结果注解,氢氧化铝焙烧炉正在燃料燃烧经过中天生的氮氧化物为热力型和燃料型,此中又以热力型占主导影响。咨议注解,惟有温度高于1500℃时,热力型氮氧化物的天生反映才明白起来,且天生速率与氧分子浓度的0.5 次方成正比,并随温度的上升总得反映速率增大。低氮燃烧技巧首要囊括燃烧优化、氛围分级、氢氧化铝平均布料等技巧。

  采用涣散燃烧技巧低落火焰燃烧温度。调动原有直喷式喷嘴,采用涣散火焰烧嘴。改制前火焰首要鸠集于窑炉中部,以致燃烧区局限温度高,氮氧化物天生量大。

  首要是正在C01 至P04 相联管引出局限高温氛围接至P04,减小进入P04 燃烧室局限的空怀抱,低落该区域的氛围过量系数,从而低落高温区的氧含量,使燃烧室处正在贫氧还原空气下,贬抑氮氧化物的天生。

  首要为P02 下料优化,P02 下料管由素来的单点下料,改为两点下料。改制后湿氢氧化铝与热烟气可能敏捷足够接触,加疾反映速度,以抵达低落焙烧温度和裁减局限过热局面,能够有用贬抑一局限氮氧化物的天生。

  (1)改制控制性:P02 下料管进出口两头高差有限,又要确保必定的坡度才气保障下料顺畅,于是正在改制经过中无法告终众点下料,以至有些炉型连两点下料都无法举办,局限了该项技巧的实质行使。

  (2)氛围分级操纵题目:氛围分级技巧必要确切操纵氛围的分派比例,才气保障燃料燃烧的安谧性和足够性。于是后续临盆中对流量的操纵恳求较高,必要正在临盆经过中渐渐探索。

  3.1 SNCR 技巧道理SNCR 技巧是一种成熟的贸易性氮氧化物管理技巧,正在火电厂和汽锅行业仍然普及行使。SNCR 手段首要正在850 ~ 1100℃下,将含氨的化学剂喷入贫燃烟气中,将NO还原,天生N2 和水,以有用的避免还原剂与贫燃烟气中氧气的大批反。

  SNCR 技巧是正在无催化剂存正在条目下向炉内喷入还原剂(液氨或尿素),将NOx 还原为N2 和H2O。正在950℃支配温度范畴内,反映式为:

  当温渡过低时,又会减慢反映速率,是以温度的操纵是至闭紧要的。氢氧化铝焙烧炉P04 上段及出口局限的温度凑巧正在900 ~ 1000℃,凑巧处于SNCR 的最佳反映温度。

  SNCR 技巧由还原剂制备贮存体系、轮回输送模块(HFD 模块)、稀释计量模块、分派模块、背压模块(PCV 模块)、众层还原剂喷射安装和与之相完婚的操纵仪外等构成。SNCR 体系脱硝经过是由下面四个根基经过告竣:汲取和贮存还原剂、还原剂的计量输出、与水夹杂稀释、正在窑炉合意地位注入稀释后的还原剂、还原剂与烟气夹杂举办脱硝反映。

  (1)喷枪地位的抉择:喷枪地位的抉择不只要抉择最佳的温度区间,还要酌量NOx/NH3 漫衍平均。氢氧化铝焙烧炉旋风分袂器出口温度正在950℃支配,凑巧处于SNCR 的最佳反映温度。

  (2)喷枪的抉择:本技巧所抉择的喷枪,具有雾化功效高、耐高温、耐腐化、喷射角可调、防梗塞等特色,可能抵达最佳的反映恶果。

  (3)尿素溶液浓度调动:本技巧打算了尿素溶液浓度主动调剂效力,巩固了体系对烟气中NOx 浓度的适当性。

  本技巧抉择尿素溶液行为还原剂,导致正在流程中带入了必定量的水。这局限水必要正在临盆经过中蒸发掉,于是会变成煤气消费量的减少。

  抉择性催化还原法(SCR)脱硝技巧道理:烟气中的NOx 与喷入的NH3 正在脱硝催化剂的催化效用下反映天生H2O 和N2,其首要反映经过如下反映式所示。

  中温SCR 反映温度寻常正在280 ~ 400℃,中低温SCR反映温度正在180 ~ 280℃,其安谧运转温度首要由于催化剂受制于烟气中SO2 等物质的影响。

  体系首要由SCR 反映器、催化剂、烟道体系、还原剂制备体系、输送、计量、热瓦解系、喷射体系等构成。项目中需对P02 至A02 间烟道举办改制,以便知足脱硝必要。改制后适应脱硝温度的烟气引出,通过脱硝反映器后,送回烟道,不设立旁途阀门。

  (1)SCR 反映器地位的抉择:SCR 反映必要合意的温度,再加上SCR 反映器本体外形尺寸较大,又要酌量到对原体系的影响,于是反映器地位的抉择尤为闭节。本技巧将反映器安置正在P02 降低管上部,此处烟气温度280 ~ 400℃,凑巧处于最佳反映温度区间。

  (2)催化剂的抉择和爱惜:焙烧炉临盆经过中有大概崭露非常高温,越发是正在烘炉经过中,于是抉择催化剂时要酌量必定的耐高温职能,省得催化剂由于非常高温而失效。

  本技巧正在焙烧炉原临盆流程中参加了催化剂,抵达了很好的净化恶果。然则,会变成体系阻力的增大。经测算,根据减少两层催化剂酌量,体系阻力会减少500 ~ 600Pa。于是必要对原引风机才华举办核算,若服从不敷,需对引风机举办改制。

  2017 年,凤凰平台山东魏桥集团率先启动焙烧炉烟气脱硝处分项目,通过众计划比选及工业试验,最终抉择“低氮燃烧+SNCR+SCR”复合脱硝技巧举办大范畴行使。2019 岁首,该公司已先后告竣近30 台焙烧炉的脱销改制,博得了杰出的减排恶果。

  邦内众个氧化铝企业的告成行使注解,氢氧化铝焙烧炉通过“低氮燃烧+SNCR+SCR”复合脱硝技巧改制后,氮氧化物排放抵达了“超低排放”的准绳,该技巧值得氢氧化铝焙烧炉烟气脱硝处分供给鉴戒。

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