脱硝技术及工艺
A.脱硝方法的选择
关于锅炉烟气脱硝技术，目前有多种多样，有以SCR（选择性催化还原法）、SNCR（选择性非催化还原法）等为代表的还原方案，也有以电子束、等离子体等对锅炉烟气处理为代表的氧化方案。臭氧氧化法脱硝属于后者。
SCR（选择性催化还原法）法主要适用于大中型电站锅炉，反应温度300-500℃左右。
SNCR（选择性非催化还原法）法主要适用于中型循环流化床电站锅炉及循环流化床大中型工业锅炉，目前为了达到更严格的标准，一般不单独使用SNCR法，而是与其他脱硝方法并用。
SCR、SNCR等方法均是以氨或尿素作为还原剂，使NOx与氨或尿素反应生成氮气和水，从而消除NOx污染。但对工业锅炉，排烟温度150℃左右，远低于SCR的反应温度，需要在进入SCR反应器前对烟气加热，催化剂成本高，三年必须更换，因此投资和运行成本都特别高。有公司尝试对工业锅炉采用SNCR法脱硝，但由于工业锅炉基本都是链条炉排，锅炉热负荷在每天的不同时间段及不同季节的变化范围非常大，势必造成锅炉烟气量的波动很大、锅炉烟气的温度范围变化非常大，几乎经常性出现炉膛温度低于SNCR法所需的脱硝反应温度（850-1150℃），无法去除NO,而系统检测脱氮不足，反而加大氨的喷射量，造成熄火，甚至炉膛大量氨水喷射造成塌拱。SNCR法须在锅炉炉膛钻7－10个孔安装氨水喷嘴，会破坏锅炉本体结构，也会对水冷管造成腐蚀。
臭氧氧化法主要适用于中小型电站锅炉及各种工业锅炉，是目前国家重点推广的新技术新产品。
臭氧脱硝系统分为2个部分：
a.臭氧制备系统
该系统直接采购国内优质的臭氧发生成套设备，其中主要包括变压吸附式空气制氧系统，臭氧发生系统，电控及其冷却系统。该系统由于使用材料昂贵，是本系统中投资及消耗zui大的部分，也是zui关键的部分。
ⅰ液氧制臭氧。O2→2/3O3
ⅱ臭氧与一氧化氮反应生成亚硝酸酐。2NO＋O3→N2O3＋O2
低温条件下，O3与NO之间的气相反应如下：
NO＋O3→NO2 ＋O2 （1）
NO2＋NO→N2O3 （2）
NO3＋NO2→N2O5 （3）
NO＋O＋M→NO2＋M（4）
NO2＋O→NO3 （5）
其中，当O3的浓度在8-10%，供给量为完全脱硝所需量的1/2左右时，以（1）式和（2）式为主。
b. NOx氧化吸收系统
从脱硫塔来的烟气通过管道送至脱硝吸收塔，主要的硝吸收过程在该吸收塔内进行。该吸收塔为二段式洗涤吸收塔，zui下段为急冷氧化段，臭氧制备系统来的臭氧与烟气在此混合，发生氧化反应。该氧化反应属瞬间反应，故要求平均接触时间1秒即可。从脱硫塔来的烟气温度～53℃，在此用结晶母液将其温度降至～45℃。上段为脱硝吸收氧化段，通过氢氧化镁溶液吸收烟气中的NOＸ，使净烟气中NOx含量≯100mg/Nm3（以NO2计）后从烟囱排空。吸收液送入循环池。
B.脱硝吸收剂的选择
利用臭氧氧化法脱硝时吸收剂的选择对脱硝效率、投资成本、运行成本关系重大。在国内外已经成功运行的脱硝工程中，吸收液有Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、氨、尿素等。
在同一塔内同时实现脱硫脱硝的工程成功案例是美国BELCO 公司将LoTOx(低温氧化脱硝技术)与他们的EDV湿式洗涤器相结合，使NOX遇水生成HNO3，再与NaOH生成NaNO3；使SO2与NaOH生成NaSO3，达到同时脱硫脱硝的目的。
我公司根据试验和研究，结合我国工业生产实际，对Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、尿素等进行了重点深入研究。对普通小型（75T/h以下）锅炉，大部分原来采用石灰石膏法脱硫工艺及氧化镁法脱硫工艺，相对硫的去除量，氮的去除量少很多，因此在一塔内，由于高价NOX的活性非常强，几乎在瞬间即与Mg(OH)2、Ca(OH)2、NaOH发生反应，生产相应的盐Mg(NO2)2、Ca(NO2)2、NaNO2,进一步氧化得到Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、NaNO3；对于石化行业要求特别高而且严格要求污水零排放的企业，可以采用尿素溶液作为洗剂液，用尿素溶液吸收时反应可得到CO2、N2、H2O,产物就是空气本身的组份，可直接外排，吸收液循环使用，反应副产物无固态废渣和液态污染物，不需任何后续处理。从尿素与NOx（x＞1）的化学反应方程式可以看出，尿素吸收时，只需氧化一半的NO即能满足要求，臭氧机的功率减半（臭氧机是臭氧氧化法zui主要的投资），投资就会大大减少。
尿素吸收的化学反应式：NO＋NO2＋CO(NH2)2=CO2＋2N2＋2H2O
C、一塔同时脱硫脱硝工艺的优势
被强氧化剂O3氧化后的NOX和SO2混合含尘锅炉烟气进入吸收塔，与碱液发生中和反应，NOx和SOx被同时脱除的一体化脱硫脱硝技术。
也是一种能在一套系统装置中实现对烟气中的硫、氮、汞高效去除，同时实现硫、氮资源化利用的新型烟气净化技术。
同一装置中同时完成脱硫、脱硝（低温）的技术；功能上等于一套湿法脱硫系统和SCR脱硝之和。
对于原来没有脱硝装置而脱硫设备的排放指标接近新标准的工艺，要实行脱硫脱硝改造，一塔同时脱硫脱硝工艺投资非常低，此工艺对各种煤质适应性强，对高硫煤低硫煤均表现出很好的脱硫效果，对锅炉负荷的适应性强，可满足30-120%锅炉负荷的高脱硫率及脱硝率。
对于小型锅炉，由于废液量很少，如20T/h锅炉每小时排液200kg左右，废液为硫酸镁和硝酸镁，是镁肥。可以用来浇花、炉渣降温、降尘使用，多余少量废液直接排入企业工业污水处理系统，一并处理。
镁法脱硫主要化学反应：
Mg(OH)2＋SO2→MgSO3＋H2O
Mg(OH)2＋H2SO3→MgSO3＋2H2O
MgSO3＋1/2O2→ MgSO4
镁法脱硝主要化学反应：
Mg(OH)2＋2NO2→Mg(NO2)2＋H2O
Mg(OH)2＋2HNO2→Mg(NO2)2＋2H2O
Mg(OH)2＋MgSO3＋2NO2→Mg(NO2)2＋MgSO4＋H2O
2MgSO3＋NO2→2MgSO4＋1/2N2
Mg(NO2)2＋1/2O2→Mg(NO3)2
D、工艺流程图
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