生物质锅炉脱硝技术,生物质是未来不可或缺的可再生能源,但由于其氮元素含量相对较高,在燃烧过程中会生成大量的氮氧化物,造成环境污染。通过分析生物质氮氧化物产生的机理和工程实践发现:生物质在锅炉燃烧时,其氮氧化物的生成及脱除过程受燃料类型、燃烧温度、过量空气系数影响较大;选择性非催化还原法是适合生物质锅炉的一种脱硝的技术,还原剂的类型、喷射点及喷射方式是影响脱硝效率的关键;控制好脱硝技术的关键点,选择性非催化还原法在生物质锅炉脱硝中就可以获得较高的效率,但要达到稳定的脱硝效率,还需要锅炉具备良好的运行控制。
SNCR脱硝
SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)即选择性非催化还原法脱硝技术,是在不使用催化剂的情况下,将还原剂直接喷入到800~1100℃高温烟气中,在高温条件下,还原剂先分解为 NH3及其他副产物,之后,烟气中的NOx与分解产生的NH3进一步发生氧化还原反应,将烟气中的 NOx还原为N2和 H2O,主要反应为:
8NH3+ 6NO +3O2→7N2+ 12H2O
SNCR技术是烟气脱硝的主流技术之一,脱硝成本较低,工艺较简单,但其脱硝效率一般为20~50%左右,很难达到更高的脱硝效率。
SCR脱硝
SCR( Selective Catalytic Reduction)即选择性催化还原技术,是将还原剂送入烟道使之与烟气混合,在催化剂的作用下,在300~420℃的温度状态下将NOx还原为 N2和 H2O,从而实现 NOx的减排。
在SCR反应器内,NOx通过以下反应被还原:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O (主反应)
6NO2+ 8NH3→ 7N2+ 12H2O (主反应)
6NO + 4NH3 → 5N2+ 6H2O (副反应)
2NO2+ 4NH3+ O2→ 3N2+ 6H2O (副反应)
SCR脱硝技术,是烟气脱硝效率最高最有效的固定源NOx治理的技术,脱硝率可以达到90%以上。但由于生物质燃料本身含有K、Na、Ca等碱性物质,燃烧后形成飞灰进入SCR系统,吸附在催化剂表面或堵塞催化剂孔道,并且与催化剂表面活性成分发生反应,造成催化剂中毒失活,对催化剂的使用寿命产生影响。为保证催化剂的安全运行,同时最大限度减小新增催化剂的烟气阻力,催化剂需选用抗碱金属板式催化剂。