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特點(diǎn)：低溫段脫硝，不受煙氣量波動(dòng)影響，不改造鍋爐本體，可利用現(xiàn)有脫硫塔，安全無(wú)污染，脫硝效率高等

脫硝技術(shù)路線的確定

2.1NOx生成機(jī)理
一般燃燒設(shè)備燃燒過(guò)程中生成的氮氧化物包括 NO、NO2、N2O等，其中 NO占90%以上，NO2占 5-10%，N2O只占 1%左右，因此燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的NOx主要是指 NO和 NO2。在含氮物質(zhì)的氧化和還原反應(yīng)過(guò)程中，按照 NOx生成的主要途徑和來(lái)源可以分為熱力型 NOx、快速型 NOx和燃料型 NOx（見(jiàn)圖 1）。

圖3-1 NOX生成和脫除的反應(yīng)途徑

（1）熱力型 NOx
熱力型 NOx主要是指在燃燒過(guò)程中參與燃燒的空氣中的氮?dú)獗谎趸傻?/span>
NOx，其中的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)不分支連鎖反應(yīng)。熱力型NOx的生成機(jī)理是前蘇聯(lián)科學(xué)家捷里多維奇（Zeldovich）于 1946年提出的。總反應(yīng)式如下：

N2?+ O2 ? 2NO （1）

NO +?1/2O2 ? NO2 (2)

(2) 快速型NOx

根據(jù)碳?xì)淙剂项A(yù)混火焰軸向NO分布的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出碳?xì)渥杂苫–Hi）在燃燒過(guò)程中撞擊空氣中的 N2分子生成 HCN、NH、CN和 N等中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物再進(jìn)一步氧化生成 NOx，稱為快速型 NOx?？焖傩蚇Ox中的氮雖然也是來(lái)自空氣中的氮?dú)?，但是同熱力?NOx的生成機(jī)理卻不相同，其主要生成路徑入下圖所示。

快速型 NOx的生成對(duì)溫度的依賴性很低，然而過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)快速型 NOx的影響較大。燃燒過(guò)程中快速型 NOx的生成量很少，一般不作為 NOx控制的主要考慮對(duì)象。

（3）燃料型NOx

燃料型 NOx是指燃料中的氮化合物在燃燒過(guò)程中熱分解后又氧化而的NOx。其主要生成路徑如下圖所示。由于 N-H鍵和 N-C鍵的遠(yuǎn)比 N≡N鍵要小得多，燃料型 NOx的生成要比熱力型NOx容易得多，是生成NOx的最主要來(lái)源。

2.2現(xiàn)有主要脫硝技術(shù)比較分析
現(xiàn)有主要脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較見(jiàn)下表

技術(shù)名稱	SCR	SNCR	臭氧氧化法
還原劑	NH3為主	氨水或尿素溶液	O3
反應(yīng)溫度	300~400℃	850~1100℃	50-200℃
反應(yīng)器	需要建設(shè)	不需要	不需要
脫硝效率	80-95%	15-50%	70~95%
催化劑	需要，且定期更換，價(jià)格貴	不需要	不需要
還原劑噴射位置	多選擇于省煤器與空氣預(yù)熱器之間	爐膛或爐膛出口	不需要
SO2/SO3轉(zhuǎn)化	有	無(wú)	無(wú)
NH3逃逸	3~5ppm	10~15ppm	無(wú)
對(duì)燃燒設(shè)備影響	NH3與 SO3易形成 NH4HSO4，造成堵塞或腐蝕	幾乎沒(méi)有影響	沒(méi)有影響
系統(tǒng)壓損	1000pa左右	無(wú)	無(wú)
是否需要吹灰	是	否	否
燃料影響	高灰分會(huì)磨耗催化劑，堿金屬氧化物會(huì)鈍化催化劑（催化劑中毒）	無(wú)	無(wú)
燃燒設(shè)備效率影響	降低熱效率	無(wú)	無(wú)
煤焦油影響	煤焦油導(dǎo)致催化劑堵塞，并覆蓋催化劑表面活性成分，造成催化劑失效	無(wú)	無(wú)
占地面積	大	小	小
投資	高	低	中等
運(yùn)行費(fèi)用	高	低	中等

2.3 本項(xiàng)目脫硝技術(shù)方案的確定
組合氧化法是非常適合本項(xiàng)目的脫硝方案。
首先，臭氧氧化的溫度區(qū)間為50-200℃，完全滿足本項(xiàng)目情況?？稍阱仩t尾部煙道上進(jìn)行改造，改造量較小，并且對(duì)鍋爐沒(méi)有影響。
其次，組合氧化法脫硝效率達(dá)到70-95%，完全滿足本案的設(shè)計(jì)要求。組合氧化法脫硝，壓阻小，投資和運(yùn)行成本較低。
綜上，本項(xiàng)目脫硝技術(shù)路線選擇為組合氧化法脫硝法。
3.脫硝方案設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)原則
本項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)原則如下：
(1)本工程以不影響鍋爐運(yùn)行為原則，采用雙氧水+臭氧氧化、濕法脫硫塔吸收的脫硝工藝。
（2)通過(guò)布袋除塵器出口改裝臭氧投加裝置，吸收塔入口處煙道噴淋雙氧水氧化，控制NOx排放≤40mg/Nm3。
(3)臭氧系統(tǒng)使用氧氣作為原料氣體，臭氧生產(chǎn)設(shè)備把氧氣制造成臭氧。
(4)盡可能按現(xiàn)有設(shè)備狀況及場(chǎng)地條件進(jìn)行布置，力求工藝流程和設(shè)施布置合理、
美觀，操作安全、簡(jiǎn)便，對(duì)原設(shè)備設(shè)施的影響最少。
(5)確保脫硝系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。
(6)在保證安全和質(zhì)量的前提下，盡量縮短改造工期。
(7)對(duì)副產(chǎn)物的處理應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)要求，盡量避免副產(chǎn)物的二次污染，
工藝設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能減少噪音對(duì)環(huán)境的影響。
(8)裝置的自動(dòng)化水平設(shè)計(jì)合理，便于運(yùn)行管理。
(9)工程改造應(yīng)盡量節(jié)約能源和水源，降低系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。
3.2組合氧化脫硝工藝原理及特點(diǎn)

3.2.1反應(yīng)原理

選擇性氧化脫硝技術(shù)的基本原理為：組合氧化法脫硝主要是利用臭氧和雙氧歲的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。

我公司在臭氧同時(shí)脫硫脫硝過(guò)程中NO的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)臭氧在煙道的投放、布?xì)夥绞?、氣相混合方式，溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實(shí)驗(yàn)，總結(jié)并構(gòu)建出 O3與 NOX之間詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實(shí)際試驗(yàn)中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與 NO的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。低溫條件下，O3與 NO之間的關(guān)鍵氧化反應(yīng)如下：

NO+O3→NO2+O2                   （1）
NO2+O3→NO3+O2                   （2）
NO3+NO2→N2O5                   （3）
NO+O+M→NO2+M                   （4）
NO2+O→NO3                      （5）
激活雙氧水氧化主要反應(yīng)原理如下：
NO+H2O2→NO2+H2O                     (6)
NO2+H2O2→NO3+O2                     (7)
NO2+NO3→N2O5                        (8)
脫硝吸收主要反應(yīng)原理如下：
NO+NO2+H2O→2H++2NO2-                (9)
2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3-             (10)
N2O5+H2O→2H++2NO3-                   (11)
NO3-+NO→NO2-+NO2                   (12)
2H++CO32-→H2O+CO2                   (13)
H++OH-→H2O                         (14)

與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如CO，SOx等相比，NOx可以很快地被氧化，這就使得NOx的氧化具有很高的選擇性。因?yàn)闅庀嘀械?NOx被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除NOx，而不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)，加入的臭氧和雙氧水被反應(yīng)所消耗，過(guò)量的臭氧和雙氧水可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時(shí)被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會(huì)影響到NOx的脫除效率。

組合氧化脫硝可應(yīng)用于：以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；以燃?xì)狻?/span>
煤、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料的燃燒爐；來(lái)自于酸洗和化工過(guò)程的酸性氣流；催化裂化尾氣；各種市政及工業(yè)垃圾焚化爐等。

3.2.2工藝特點(diǎn)

本技術(shù)將氣相氧化、液相氧化、濕法吸收有機(jī)組合，在原有濕法脫硫基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改造成脫硫脫硝一體化裝置。

（1）深度脫硝，脫硝效率高，可達(dá)到95%以上；設(shè)備設(shè)計(jì)有前瞻性，預(yù)留了

增加臭氧反應(yīng)器的位置，如需提高排放標(biāo)準(zhǔn)，只要在原設(shè)備旁增加臭氧發(fā)生器即可滿足脫除率，無(wú)需對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞性改造，大幅度節(jié)省了用戶的設(shè)備投資。

（2）不使用催化劑，無(wú)催化劑中毒、反應(yīng)器堵塞等問(wèn)題。
（3）脫硝煙氣溫度低，在50-200℃范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)高效脫硝。
（4）維護(hù)費(fèi)用低，不存在催化劑定期更換等問(wèn)題。
（5）占地面積小，模塊化設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件靈活布置。

（6）臭氧脫硝專利技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)低溫氧化脫硝技術(shù)的空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。

（7）采用臭氧氣相氧化、堿液吸收的一塔式結(jié)構(gòu)，改變了國(guó)內(nèi)、外脫硫脫硝兩套結(jié)構(gòu)的繁雜設(shè)置。

（8）脫硫脫硝整個(gè)過(guò)程都在除塵器后進(jìn)行，不影響鍋爐、除塵器的正常運(yùn)行，避免了除塵器堵塞、影響除塵器的使用壽命的問(wèn)題，確保整個(gè)系統(tǒng)的的穩(wěn)定運(yùn)行。
（9）針對(duì)工業(yè)鍋爐運(yùn)行工況不穩(wěn)定，燃料品種多而雜，煙氣中氮氧化物含量不穩(wěn)定的難題，設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制模塊，動(dòng)態(tài)控制臭氧注入量，確保排放煙氣中硫、硝含量達(dá)標(biāo)，節(jié)能安全。
（10）無(wú)傳統(tǒng)脫硝工藝的氨逃逸、尿素異味等問(wèn)題，適用于鄰近居民區(qū)的工業(yè)鍋爐。
（11）適合于已有脫硫設(shè)備的新建脫硝工程，設(shè)備占地面積小，改造工程量小，施工周期短。
3.3工藝流程說(shuō)明
煙氣處理流程：在除塵器出口的煙氣進(jìn)入臭氧混合反應(yīng)裝置，在混合反應(yīng)裝置內(nèi)注入臭氧，使臭氧與煙氣充分混合，將煙氣中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物，包括NO2，N2O3，N2O5等，極短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)。隨后在吸收塔前段的煙道中，霧化噴淋經(jīng)催化激活后的雙氧水溶液，將煙氣中殘余的NO氧化成易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物。然后煙氣進(jìn)入吸收塔，噴淋堿性溶液將煙氣中的SOx和被氧化的NOx同時(shí)吸收，確保，NOx排放濃度≤40mg/Nm3，最后達(dá)標(biāo)煙氣進(jìn)入煙囪排放。工藝流程見(jiàn)圖4-1。本項(xiàng)目脫硝系統(tǒng)主要包括：臭氧氧化系統(tǒng)、雙氧水氧化系統(tǒng)、濕法吸收系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等，以下部分將分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
低溫脫硝：雙氧水+臭氧組合氧化脫硝脫硫一體化 - 風(fēng)月 - matodxhf的博客

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低溫脫硝：雙氧水+臭氧組合氧化脫硝脫硫一體化

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