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29 Oct
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水泥工業脫硝技術有什么影響呢?


時間:10-29  來源:  作者:

隨著我國水泥行業的發展,水泥生產排放的氮氧化物(NOx)量已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大排放大戶,嚴重影響著環境。加之近幾年來霧霾天氣對全國各大中型城市的肆虐,水泥脫硝已迫在眉睫。  

       

       燃料型NOx生成機理

  燃料型NOx是指燃料中含氮的有機化合物在燃燒過程中氧化而產生的氮的氧化物。因為燃料中氮原子的接合能較小,所以在水泥窯系統相對較低溫的分解爐內產生的燃料NOx較多。

  溫度型NOx生成機理

  溫度型NOx是指燃燒用空氣中的氮氣,在高溫下氧化產生的NOx。

  快速溫度型NOx生成機理

  快速溫度型NOx是空氣中的氮分子在著火初級階段,與燃料燃燒產生的中間產物烴等發生撞擊,生成中間產物HCN和CN等,在經氧化生成NOx。一般這種NOx生成量的比例很小,可以忽略不計,所以在水泥工業中一般不做考慮。

  NOx減排措施

  NOx減排的途徑理論上一般有兩種:一種是從水泥工藝自身出發,通過控制煅燒來減少NOx的生成,其技術措施有優化燒成控制、使用低NOx燃燒器、分解爐和管道內的分級燃燒和調整配料方案。第二種是從末端治理,控制煙氣中排放的NOx,其技術措施有選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)和組合脫硝技術等。

  選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術

  SNCR脫硝技術原理簡介

  選擇性非催化還原技術,是目前水泥行業主推的脫硝手段。就是在不采用催化劑的的情況下,在合適的溫度窗口(850~1200℃)噴入脫硝劑氨水或尿素,以此還原煙氣中的NOx。

  SNCR脫硝技術影響因素

  (1)溫度

  當溫度高于1200℃時,NH3的氧化反應開始起主導作用,反而生產NO。

  溫度低于850℃時,反應不完全,造成所謂的“氨穿透”(即氨逃逸),導致新的污染。氨逃逸量即在SNCR下游煙氣中未反應的氨氣量,保證氨逃逸量在8mg/Nm3以下是非常重要的,否則會帶來二次污染。同時,在一定的反應條件下,還會發生下列副反應:

  (2)停留時間

  任何化學反應都需要有反應時間,所以必須保證還原劑與NOx在其反應區域內有足夠停留時間,這樣才能保證煙氣中的NOx還原率。NH3停留時間超過1s則可以出現最佳NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3s~0.4s的停留時間以達到有效的NOx脫除效果。有試驗表明:停留時間從100ms增加到500ms,NOx最大還原率從70%上升到了93%左右。由于入口煙氣流速較快,需要更短的停留時間來保證NH3與NOx的反應,氨水相比尿素不需要熱解,NH3在合適溫度區域的停留時間優于尿素。

  (3)還原劑

  SNCR脫硝技術當前主要采用的是氮系還原劑,如:尿素、氨水。尿素與NOx的化學反應較為復雜,脫除效率不穩定,氨的逃逸率較高,容易形成NO,所以作為還原劑氨水比尿素要好。


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