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                  SCR脫硝技術

                  時間: 2021-07-27
                  近年來,隨著國家環保政策收緊、管控力度的加大,各地對于水泥工業氮氧化物(NOx)排放要求更加嚴苛。如何加強水泥工業大氣污染物治理、保護生態環境、減少污染物排放、實現綠色發展仍是水泥工業面臨的緊迫任務。
                   
                  一、針對工業窯爐NOx減排,我國有哪些具體要求?
                  《工業窯爐大氣污染綜合治理方案》提出“完善工業爐窯大氣污染綜合治理管理體系,推進工業爐窯全面達標排放,實現工業行業二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等污染物排放進一步下降。”
                  以火電廠為主體的煤電行業通過采用催化還原技術(SCR),已經實現全行業的超低排放。鋼鐵行業也是先行一步,到2025年年底,全行業力爭80%以上產能完成超低排放改造,即排放煙氣中顆粒物、SO2和NOx濃度分別低于10mg/m3、35mg/m3和50mg/m3。
                   
                  二、對于超低排放水泥行業有什么具體要求嗎?目前NOx減排及工程技術應用的現狀如何?
                  我國年生產水泥熟料約為13億噸,按NOx排放系數為1.5kg/t熟料至1.8kg/t熟料算,2020年我國水泥工業窯爐排放的NOx約為200萬噸,占全國NOx總排放量的10%,也是繼火電發電廠和機動車之后的第三大排放源。
                  目前,國內水泥工業執行的排放標準為《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)。一些地方還出臺了更為嚴格的排放標準,例如,浙江省出臺的地方標準要求到2025年水泥窯爐煙氣NOx排放濃度小于50mg/Nm3。此外,環保部頒發的《重污染天氣重點行業應急減排技術指南》則要求,水泥生產采用SNCR、SCR等技術達到超低排放,并且噸水泥熟料氨水耗量小于4kg,才能認定為A級企業,享受相應的政策支持。
                  我國水泥工業從2007年開始全面推廣非催化還原技術(SNCR)。SNCR技術的脫硝效率可高達60%。這期間還有研究采用分級燃燒技術,即通過控制分解爐及管道中的燃燒工況,用不完全燃燒產生的CO來還原NOx。分級燃燒技術的脫硝效率約為30%。2018年開始學習引入國際上水泥窯爐煙氣SCR脫硝技術。
                  三、SNCR技術與SCR技術都是采用氨水作為脫硝還原劑,SNCR與SCR這兩種技術有什么區別呢?
                  SCR反應器可以布置在預熱器C1級筒后,布置在余熱鍋爐后,或是布置在布袋收塵器后,這就產生了“高溫布置”“中低溫布置”和“超低溫布置”幾種不同的模式。目前,“高溫布置”和“中低溫布置”技術都已得到實際工程應用,可以認為是較為成熟的工程技術,“超低溫布置”技術還在深入的研究之中。
                  “中低溫布置”結合了“高溫布置”除塵和不除塵兩種形式的優點,即SCR反應器置于余熱鍋爐后,這樣對窯爐運行及余熱鍋爐發電效率都沒有任何影響,由于余熱鍋爐中煙氣粉塵的自然沉降,進入到SCR反應器中的煙氣粉塵濃度僅約為55g/m3,與帶除塵器的“高溫布置”基本相當。
                   
                  四、中低溫SCR脫硝催化劑材料技術有什么創新?
                  SCR脫硝技術已廣泛應用于電力行業、鋼鐵行業等工業部門,但采用的SCR催化劑材料工作溫度窗口大多高于300℃。
                  中低溫SCR脫硝技術的核心是中低溫SCR脫硝催化劑材料技術。對傳統的高溫催化劑材料進行改進性研究,通過添加強吸附功能材料,使催化劑材料對NH3分子和NOx分子吸附能力增加了數倍;通過添加微量過渡金屬元素,使NH3分子與NOx分子反應的電子轉移加速,反應速率大幅度提高;通過新的加工制備工藝,使催化劑材料的表面積和孔容增加、耐磨性能也有顯著提高,最終實現了高性能中低溫催化劑材料的商業化生產。
                   
                  五、中低溫SCR脫硝反應器都有哪些關鍵工藝設備?它們有什么作用?
                  脫硝反應器自帶有精準噴氨系統,可以獨立進行全煙氣的脫硝;也可以與SNCR耦合,利用SNCR噴氨多余產生的氨逃逸進行最終的煙氣脫硝。氨水由熱盤管加熱蒸發,不增加電耗。
                  脫硝反應器帶有壓力、濃度、煙氣成分等眾多在線檢測分析儀表儀器,新增DCS控制系統,做到遠程監控和啟停,并接入全生產線集散控制系統。
                   
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