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“減污降碳”時代 垃圾焚燒發(fā)電廠“高效脫硝”突圍在即!

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2023-04-17 14:03:15

在“雙碳”目標的推動下,環(huán)保產(chǎn)業(yè)正快速步入減排降碳的高質(zhì)量發(fā)展階段。氮氧化物(NOx)作為構(gòu)成酸雨及光化學煙霧的元兇,其排放量增加不僅對環(huán)境、生態(tài)造成嚴重污染,同時也對雙碳進程產(chǎn)生嚴峻阻礙。因此,控制氮氧化物(NOx)排放是當下企業(yè)面臨的要務之一。

氮氧化物(NOx)主要來源于工業(yè)生產(chǎn)中的火力發(fā)電、鍋爐燃燒以及機動車尾氣排放等。煙氣脫硝作為減少氮氧化物(NOx)的主要治理工藝之一,可分為濕法脫硝和干法脫硝。目前多采用干法脫除技術(shù),包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)。

選擇性非催化還原法(SNCR)即在不采用催化劑的情況下,利用氨或尿素與煙氣中的氮氧化物(NOx)反應,從而進一步脫硝的技術(shù),其弊端也較為明顯:

1、氨的利用率較低,氨逃逸高易造成系統(tǒng)腐蝕以及二次污染;

2、增加粉塵粘著性,導致糊袋或系統(tǒng)阻力增高等;

3、采用尿素作為還原劑,易產(chǎn)生較多的CO排放等。

選擇性催化還原法(SCR)是以氨作為還原劑,在催化劑作用下,將氮氧化物(NOx)還原成無害的氮氣和水,從而實現(xiàn)脫硝。相較于前者,存在以下缺點:

1、該技術(shù)所需設備投資和運行成本更高;

2、需要解決設備占地和系統(tǒng)阻力增加等一系列問題;

3、中低溫條件下(250度以內(nèi)),進行高效脫硝的同時保證催化劑壽命較難。

鑒于以上傳統(tǒng)脫硝技術(shù)存在的現(xiàn)狀與不足,戈爾創(chuàng)新方案帶來一款新型催化脫硝濾袋技術(shù),可良好解決傳統(tǒng)SCR催化劑在煙氣脫硝中面臨的種種難題,從而大幅降低脫硝改造難度,有效縮減脫硝運行成本。

戈爾新型催化脫硝濾袋技術(shù)“表面過濾”與“催化過濾”雙效加持,在高效覆膜濾袋基礎之上,復合新型催化劑材料實現(xiàn)除塵與脫硝協(xié)同治理。

戈爾ePTFE薄膜可高效攔截固體顆粒物,達到“近零排放”,既保護了催化劑,同時避免粉塵對催化劑的沖刷以及重金屬干擾,相較于傳統(tǒng)SCR催化劑而言,戈爾催化脫硝濾袋壽命更為長久。在適用運行溫度180℃-250℃范圍內(nèi),戈爾DeNOx脫硝濾袋可達到70-97%不等的脫硝效率,滿足更為嚴格的氮氧化物排放標準。

戈爾脫硝濾袋與常規(guī)濾袋安裝方式無異,可直接安裝于現(xiàn)有除塵器,用戶僅需適當調(diào)整,無需為脫硝濾袋添加額外設備,更大程度簡化工藝流程,全面提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,避免原本系統(tǒng)的額外阻力產(chǎn)生,大幅節(jié)省了新設備所需資金及運行成本,優(yōu)勢更為明顯。

傳統(tǒng)SCR技術(shù)需要除塵器和SCR塔分別對煙氣進行除塵和脫硝,GORE?脫硝系統(tǒng)可實現(xiàn)“塵硝一體化”控制,催化濾袋在去除顆粒物的同時實現(xiàn)脫硝,適用于垃圾焚燒,鋼鐵燒結(jié)、石灰窯等應用,同時也可協(xié)同處置煙氣中的二噁英/呋喃,運行能耗更低,充分有效降低設備運行成本。

戈爾DeNOx催化脫硝技術(shù)在歐洲的垃圾焚燒市場得到了大量應用并逐步進入中國市場。目前,在國內(nèi)鋼鐵燒結(jié)、石灰窯和垃圾焚燒等領(lǐng)域都取得了良好成效。以某鋼廠燒結(jié)煙氣脫硝工程為例:

該鋼廠有3#和4#兩臺240m2燒結(jié)機,燒結(jié)煙氣經(jīng)電除塵器除塵后進入石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)進行脫硫,凈化后的的煙氣經(jīng)引風機從煙囪排出,原有煙氣凈化工藝如下圖。

(原煙氣凈化工藝流程)

該煙氣凈化系統(tǒng)缺少煙氣脫硝裝置,且原有的濕法脫硫系統(tǒng)因設備老舊,脫硫效果較差,無法滿足鋼鐵企業(yè)低排放要求。經(jīng)過多方對比衡量,該鋼廠決定在3#4#燒結(jié)超低排放改造中采用戈爾DeNOx脫硝系統(tǒng)的綜合改造方案。其中,改造工程是將現(xiàn)有脫硫塔出口的煙氣連接至新建脫硫脫硝脫二噁英除塵一體化系統(tǒng),工藝流程示意如下。

(改造后的煙氣凈化工藝流程)

在戈爾DeNOx催化濾袋的作用下,煙氣中 NOx與 NH3進行催化反應生成N2和水,二噁英則在催化濾袋催化下分解為 CO2和 HCl,凈化后的煙氣經(jīng)過換熱降溫后進入新建煙囪排放,本項目的運行煙氣參數(shù)如下表1。

由于超低排放要求的NOx是50mg/Nm3,后期運行減少了氨的噴入量,保持出口NOx排放在30~35mg/Nm3, 這樣既保證了出口氮氧化物的濃度,也降低了氨的消耗量,大大降低了運行成本。在運行的前期階段,脫硝效率達到了95%以上,具體性能如下表2。

(表2. 燒結(jié)機煙氣脫硝性能)

采用戈爾DeNOx脫硝濾袋的塵硝一體化系統(tǒng)簡化了工藝流程,使整體運行阻力更低,在燒結(jié)煙氣凈化這樣超大煙氣量的系統(tǒng)中,能耗節(jié)約頗為可觀,可實現(xiàn)運行成本的大幅縮減。近期實驗分析結(jié)果表明,濾袋在使用了三年之后其催化效率仍為新濾袋的100%,催化劑活性相比新濾袋沒有衰減,依此可判斷在該工況條件下運行,DeNOx脫硝濾袋的預期使用壽命可達8年以上,超長的使用壽命使得用戶的投資收益更為明顯。

DeNOx催化脫硝濾袋作為一款經(jīng)濟、可靠的全新SCR脫硝技術(shù),在環(huán)保深度治理的趨勢下,可充分滿足行業(yè)的氮氧化物減排需求及嚴格的環(huán)境法規(guī)。就新建生產(chǎn)線而言,采用DeNOx催化脫硝系統(tǒng)可視為一種長期投資,也可作為一個契機帶動技術(shù)變革,以可持續(xù)方式引領(lǐng)傳統(tǒng)市場中創(chuàng)新技術(shù)的全面發(fā)展。

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