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脱硝脱硫一体化PNCR新技术在垃圾焚烧炉上的研发与应用

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脱硝脱硫一体化PNCR新技术在垃圾焚烧炉上的研发与应用

发布日期:2017-08-15 作者: 点击:

本文以光大国际新开发的垃圾焚烧炉脱硝脱硫一体化PNCR新技术和设备为例,简要介绍了中国光大国际环保能源潍坊有限公司开发和应用的焚烧炉脱硝脱硫一体化PNCR新技术的工艺构成和流程特点、设计参数、系统构成、总体布置,并对该崭新的脱硝技术相关设备进行了描述,为实现NOx的超低排放,开发了适合国情的低成本、高效率的实用新技术。


一.概述


目前, SNCR和SCR是应用最为广泛的两种烟气脱硝技术,SNCR脱硝技术是在炉膛或烟道合适温度(850~1000℃)的位置喷入氨基还原剂或尿素,无需催化剂,利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的NOx还原为无害的N2和水。


SNCR 工艺中存在如下不足:含量10-20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温,而且反应区内各区域的温度不一致,从而导致脱硝效率低下,目前一般的脱硝效率仅为30-50%,而且系统在900℃时的脱硝效果几近为零,还会影响炉内燃烧效率。但由于SNCR技术脱硝率中等,不需要催化剂,运行费用较低,建设周期短,适合中小型锅炉的烟气脱硝。


而SCR 由于其反应温度较低、脱硝效率高等优点,成为控制烟气中NOx的首选方法。SCR 技术中催化剂是核心,催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果,其成本约占SCR系统总成本的20%~40%,运行成本占40-50%。SCR脱硝效率较高,但其工艺复杂,尤其低温SCR催化剂价格昂贵,使用寿命短,运行和维护成本较高。


特别是在生物质电厂中,烟气含有大量的K、Na等碱金属导致SCR催化剂中毒,脱硝成为生物质烟气净化中的瓶颈。针对SCR和SNCR技术的缺点,我们开发和应用了脱硝脱硫一体化PNCR新技术。


二. 脱硝脱硫一体化PNCR新技术介绍


2.1PNCR新技术脱硝原理


高分子脱硝剂是整个PNCR技术的核心。脱硝剂是以高分子材料作为载体,把氨基成分聚合负载在高分子材料上,形成粉体状材质。本粉末材料利用气力输送装置直接喷入炉膛中,喷射的温度窗口在800~900℃之间,高温下氨基和高分子连接的化学键断裂,释放出大量的含氨基官能团,氨基与烟气中NOx发生反应,进而达到脱除NOx目的。


本产品是干燥粉末状,在还原反应过程中不会产生水蒸气,而高分子碳骨架自然分解成CO2释放,对锅炉其他设施不会产生影响。PNCR工艺主要特点是工艺系统简单,运行维护成本较低,固态粉末状运输、储存安全方便,无二次污染,脱硝率高。


PNCR脱硝技术与SCR、SNCR技术对比


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从上表可以看出,PNCR脱硝技术具有SCR和SNCR两者的优点,既具有SCR技术高的脱硝率又具有SNCR技术建设投资费用低、运行费用低的优势,从而克服了两者的缺点,具有广阔的应用发展前景。


2.2PNCR脱硝技术脱硝工艺流程


  PNCR工艺流程图如下:


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工艺系统主要包括:罗茨风机、气料喷射器、气料分配器、专用喷枪及管路、电子控制给料器、中央控制模块和在线监测系统。气料喷射器为文丘里原理设计的气固混合加速装置,气料分配器将物料从主管路分配给支管路,最后分为1∽32支喷枪,喷枪分布在一二烟道的前墙和侧墙,根据锅炉负荷变化,可分为一至三层。


每条支路流量通过压力和阀门控制,保证通过风机输送的物料均匀分配到烟道中。在线监测系统主要实时监测氮氧化物的变化,将信号传输给中央控制模块。中央控制模块主要根据在线监测的信号反馈调节固体粉末给料量(电子控制给料器)和风机的功率,最大程度的节省运行成本;根据反应温度区间控制喷枪的使用,优化运行工况。


2.3技术特点


(1) 系统简单:不需要增加过多的设备,也不用改变锅炉烟气设备的布置,而只需在锅炉零米附近20-40平方的放置设备的场地,安装系统设备和管道等。


(2) 系统投资小:相对于SCR昂贵造价及高运行成本,该脱硝工艺由于其系统简单,造价只是其1/3,运行成本是其1/10,以及运行中不需要购买昂贵的催化剂及其再生和维护费用,更显示出应用的优越性。


(3) 阻力小:烟气阻力小,对锅炉正常运行几乎没有影响;


(4) 占地面积小:因其设备简单,占地小,方便布置,建设周期短。


2.4 PNCR脱硝技术的适应性良好


1、脱硝的温度反应范围广,由于PNCR气固混合技术,只要烟气温度>750℃,即发生反应。在不同烟气负荷条件下,气固混合的适应性、稳定性、脱硝效率和有效温度区间内比液气混合更好,受炉内工况波动影响小。


2、对设备无损伤,安全性高。采用气固充分混合,氨逃逸低,所以不会对设备本体造成损坏。


3、易实现自动化和精确控制,通过风量、锅炉的负荷、烟气量、烟气中的NOx含量,通过软件实现自动控制。


3.PNCR脱硝技术的应用案列


3.1设计参数


某500吨垃圾焚烧炉脱硝烟气参数:


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3.2 PNCR烟气脱硝技术设备 


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  喷枪安装位置


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3.3运行数据: (NOx110 mg/Nm3以下控制)


经运行实际统计,PNCR脱硝成本是大约是SNCR的2.5倍,是SCR综合成本的10∽25%。


3.4设备简单、操作维护方便。


三.技术创新推广优势


1) 可整体替代现有的SCR脱销系统和SNCR脱销技术,应用范围广阔。本技术可实现性好、适用范围广,无需催化剂,只要在750℃-850℃的温度窗口下即可完成脱销,可适用于多种燃煤锅炉、工业窑炉、燃气工业炉的烟气或尾气处理。


2) 节约建设投资、周期短;运行费用低,经济效益高


3) 提高了用氨安全性,PNCR采用高分子粉末脱硝,降低了因使用氨水而大量运输、储存氨水所带来的安全风险。


4) 无危险废弃物产生。


当前,大气中的氮氧化物将成为“十三五”减排重要指标之一。脱硝提标,已使成为很多企业面临关停的紧迫现实问题。近期国家又出台了一系列优惠政策来促进脱硝技术的实施,但由于现有的脱硝技术建设周期长、投资成本高、运行费高等一系列问题,脱硝提标成了很多企业沉重的经济负担。PNCR脱硝技术所具有的多种优势将会有 力推动我国的脱硝提标工作,将成为众多环保企业NOx提标的新技术选 择。


相关标签:脱硝声波吹灰器

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