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SNCR烟气脱硝工艺化学反应机理及其设备防腐

发布时间:2020-08-18   点击次数:132次

 氮氧化物NOx是污染大气的主要污染物之一,主要来自化石燃料的燃烧和硝酸、电镀等工业废气以及汽车排放的尾气,其特点是量大而面广,难以治理。目前,处理氮氧化物废气的方法主要有液体吸收法、固体吸附法、等离子活化法、催化还原法、催化分解法、生物法等。

与湿法烟气脱硝技术相比,干法烟气脱硝技术的主要优点是:基本投资低、设备及工艺过程简单、建设周期短、设备可兼容、脱除NOX的效率也较高、无废水和废弃物处理、不易造成二次污染。所以,大型的火电、水泥、钢铁、石油炼化等企业通常采用干法脱硝技术。根据反应机理,又可分为选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、联合脱硝法、电子束照射法和活性炭联合脱硫脱硝法。本文主要介绍选择性非催化还原烟气脱硝工艺化学反应机理。

选择性非催化还原脱硝(Selective non-catalytic reduction denitrification,简称SNCR)是一种不用催化剂,在850-1100的温度范围内,将含有氨基的还原剂(如氨水、尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。

烟气中NOx按其生成来源可以分为燃料型NOx(燃料燃烧过程中产生)、热力型NOx(空气中的氮气高温氧化生成)、瞬态型NOx(火焰前沿生厉的HCNCN等中间物转化而成)。

N2+O2→2NO            ①

NO+1/2O2→NO2         ②

从热力学上分析,式的逆反应也是可以自发进行的,但是在低温情况下,反应速度非常的低,至今为止还没有找到相应有效的催化剂。因此,要将NO还原成N2,需要加入还原剂。氨是目前烟气脱硫中有效的还原剂,在有氧的情况下,NH3与烟气中的NOx还原反应如下:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O        ③

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O       ④

由于烟气中以NO为主,在NO/NH3摩尔比接近1,氧气所占比例较小时,反应是主要的,即N2 是主要反应产物。另外,NONH3一堂可生成温室气体N2O

4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O        ⑤

如果NO/NH3<1,就意味着除了反应以外,NH3还可以通过下述反应被氧气氧化:

2NH3+3/2O2→N2 + 3H2O         ⑥

2NH3+2O2→N2O + 3H2O          ⑦

2NH3+5/2O2→2NO + 3H2O        ⑧

在没有催化剂存在时,式需要在900的温度条件下才能发生。SNCR工艺利用锅炉顶部850—1050的高温条件,直接喷入NH3还原NOx,在此浊度下,式的反应全部可以发生,增加了NH3的消耗。SNCR工艺脱硝效率仅有50%左右,并且要求较高的NH3/NO比值,由此造成了NH3的逃逸量高达0.002%,而且生成的氨盐腐蚀和堵塞空气预热器等问题。

选择性非催化还原脱硝工艺烟气中除了常见的腐蚀介质,如SO2SO3H2SHClNO2以外,还存在NH3腐蚀、高温氧化腐蚀、粉尘冲刷磨蚀等现象,腐蚀现象严重,设备维修更换频繁。因此,选择合适的、耐高温的防腐涂料就显得非常重要。北京志盛威华公司生产的多款涂料均可适用于此工况的设备防腐,如耐温750的烟气防腐涂料,耐温1200的高温封闭涂料和复合陶瓷涂料等,如果需要更多的资料与防腐方案可以咨询志盛威华总部唐工。

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