在水泥行業(yè),SCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用主要集中在高溫高塵、高溫中塵和中低溫低塵三種布置方式。其中,高溫高塵布置方式因其能夠充分利用高溫?zé)煔獾膬?yōu)勢(shì),運(yùn)行穩(wěn)定且對(duì)熟料生產(chǎn)影響較小,被廣泛應(yīng)用。然而,該布置方式也存在催化劑磨損和堵塞的風(fēng)險(xiǎn),需要采用耐磨抗堿金屬中毒的催化劑。
近年來,隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,水泥行業(yè)對(duì)NOx排放的要求越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù)雖然成本較低,但脫硝效率有限,難以滿足小于150mg/Nm3甚至更低的排放標(biāo)準(zhǔn)。相比之下,SCR技術(shù)因其高效的脫硝能力(可達(dá)85%以上),逐漸成為水泥行業(yè)超低排放的首選技術(shù)。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,催化劑中毒問題(如鉈元素引起的中毒)會(huì)影響脫硝效率;此外,氨逃逸控制也是一個(gè)重要問題,氨逃逸量需嚴(yán)格控制在3ppm以下,以避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),行業(yè)內(nèi)不斷優(yōu)化工藝流程,開發(fā)新型催化劑,并結(jié)合低氮燃燒和SNCR技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合脫硝。
SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,但仍需解決催化劑性能、氨逃逸控制等問題,以進(jìn)一步提升其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
]]>采用先進(jìn)的脫硝技術(shù):如選擇性催化還原(SCR)工藝,這是目前較為普遍且有效的脫硝技術(shù)。
提高脫硝效率和降低氨逃逸:通過增加催化劑體積、精準(zhǔn)噴氨等措施來提高脫硝效率。
優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理:包括優(yōu)化SCR系統(tǒng)的布置、改進(jìn)吹灰系統(tǒng)、調(diào)整供氨與噴氨系統(tǒng)等。此外,還需制定完善的脫硝設(shè)施運(yùn)行、維護(hù)及管理制度,確保脫硝系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
滿足超低排放要求:許多項(xiàng)目的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)超低排放,例如NOx濃度≤15mg/Nm3或≤30mg/Nm3等。
綜合應(yīng)用多種技術(shù):在一些復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)景中,可能需要結(jié)合多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)脫硝目標(biāo)。例如,某些項(xiàng)目采用了SNCR+SCR+低氮燃燒等組合技術(shù)。
環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益并重:脫硝提標(biāo)改造不僅有助于減少氮氧化物排放,改善空氣質(zhì)量,還能帶來經(jīng)濟(jì)效益。
脫硝提標(biāo)改造的重點(diǎn)在于采用高效的技術(shù)手段,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理,滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),并通過多技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)綜合效益。
]]>濕法脫硫工藝通常包括以下幾個(gè)步驟:首先,煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙氣換熱器,降低溫度后進(jìn)入吸收塔;在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液接觸,漿液中的碳酸鈣與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成石膏,從而去除SO2。為了提高脫硫效率并減少設(shè)備腐蝕,通常會(huì)使用煙氣換熱器(GGH)來回收熱量,并在脫硫后提升煙氣溫度,避免冷凝產(chǎn)生白煙。
除了濕法脫硫,干法脫硫技術(shù)也得到了一定的應(yīng)用,例如爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝(LIFAC)和電子束煙氣脫硫技術(shù)等。這些方法相較于濕法脫硫具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但其脫硫效率相對(duì)較低。
近年來,隨著環(huán)保要求的提高和技術(shù)的進(jìn)步,火電廠煙氣脫硫技術(shù)也在不斷發(fā)展。例如,噴霧蒸發(fā)技術(shù)被用于處理濕法脫硫后的廢水,通過噴霧蒸發(fā)將廢水中的水分蒸發(fā)掉,從而實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。此外,火電廠還注重脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化管理,通過合理調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和維護(hù)措施,進(jìn)一步提高脫硫效率并降低能耗。
火電廠煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展不僅有助于減少大氣污染,還對(duì)提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境具有重要意義。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的推動(dòng),火電廠煙氣脫硫技術(shù)將更加高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保。
]]>低溫SCR脫硝工藝
低溫SCR脫硝技術(shù)在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用較為廣泛,其主要特點(diǎn)是適用于溫度較低的煙氣環(huán)境(通常在120℃至300℃之間)。該工藝通過噴射氨水或尿素作為還原劑,在催化劑的作用下將NOx還原為N2和H2O,從而實(shí)現(xiàn)脫硝。例如,湖北某鈣業(yè)企業(yè)的項(xiàng)目中,采用“石灰窯預(yù)熱器出口(200℃)+干法脫硫+高溫布袋除塵改造+低溫SCR脫硝”的工藝流程,有效提升了脫硝效率。
SNCR脫硝工藝
SNCR技術(shù)在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用相對(duì)較少,主要是因?yàn)槭一剞D(zhuǎn)窯的煙氣溫度較高,通常在1000℃左右,而SNCR工藝需要在較低溫度下才能有效進(jìn)行。盡管如此,某些項(xiàng)目仍嘗試通過調(diào)整注入位置和優(yōu)化反應(yīng)時(shí)間來提高SNCR的脫硝效率,但實(shí)際效果有限。
聯(lián)合脫硝工藝
為了提高脫硝效率,部分項(xiàng)目采用聯(lián)合脫硝工藝,如“SNCR+SCR”或“SNCR+中高溫塵硝一體化裝置”等。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性
SCR脫硝技術(shù)因其高效性和成熟性成為主流選擇,尤其適用于石灰回轉(zhuǎn)窯的低溫?zé)煔猸h(huán)境。然而,SNCR技術(shù)由于其局限性(如溫度要求較高、反應(yīng)時(shí)間短等),在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用較為有限。
石灰回轉(zhuǎn)窯煙氣脫硝技術(shù)以低溫SCR為主,結(jié)合SNCR和聯(lián)合脫硝工藝,能夠有效降低NOx排放,滿足環(huán)保要求。不同項(xiàng)目根據(jù)具體工況選擇合適的脫硝方案,以實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。
]]>根據(jù)證據(jù),濕法脫硫后的煙氣溫度通常在30-50℃,濕度可以達(dá)到100-200g/Nm3,這比大氣平均濕度(約9g/Nm3)高出許多倍。這種高濕度的煙氣不僅對(duì)設(shè)備的腐蝕和維護(hù)提出了更高的要求,還可能對(duì)環(huán)境造成額外的水汽排放問題。例如,每年通過濕法脫硫排放到大氣中的水汽量可能達(dá)到40億噸。
在實(shí)際操作中,濕法脫硝和濕法脫硫的組合工藝需要特別注意煙氣濕度的控制。例如,在SNCR-SCR耦合脫硝+濕法石灰石-石膏煙氣脫硫+濕式靜電除塵的組合工藝中,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放,但氨逃逸控制和濕度管理仍需進(jìn)一步優(yōu)化。此外,濕式電除塵器的應(yīng)用也需要考慮煙氣濕度對(duì)設(shè)備性能的影響。
因此,在燃煤電廠煙氣脫硝過程中,濕度的控制不僅是技術(shù)問題,也是環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的重要考量因素。合理控制煙氣濕度有助于提高脫硝效率、減少設(shè)備腐蝕和降低運(yùn)行成本。同時(shí),還需關(guān)注濕法脫硫后煙氣中水汽的排放問題,以避免對(duì)環(huán)境造成不必要的影響。
]]>設(shè)備操作與維護(hù):
在啟動(dòng)脫硫系統(tǒng)前,需進(jìn)行一系列的試驗(yàn)和驗(yàn)收,包括煙道、吸收塔、除塵器的漏風(fēng)率測(cè)試、氣流均布試驗(yàn)等,并確保輔助系統(tǒng)和設(shè)施的正常運(yùn)行。
運(yùn)行過程中,需根據(jù)燃料、原料及負(fù)荷變化及時(shí)調(diào)整,確保SO2排放達(dá)標(biāo),并定期檢查維護(hù)各類設(shè)備和設(shè)施。
停運(yùn)后,應(yīng)沖洗塔內(nèi)可能積存的細(xì)灰或沉淀物,冬季長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)需排盡積水,防止凍壞設(shè)備。
安全與職業(yè)衛(wèi)生:
脫硫工程應(yīng)備有防塵面罩、洗眼液等防護(hù)用品,并建立并嚴(yán)格執(zhí)行安全檢查制度,及時(shí)消除事故隱患。
在易發(fā)生粉塵飛揚(yáng)或?yàn)⒙涞膮^(qū)域設(shè)置必要的除塵設(shè)備或清掃措施,防止漏粉、漏灰及飛揚(yáng)。
對(duì)于噪聲較高的設(shè)備,應(yīng)采取減震消聲措施,盡量將噪聲源和操作人員隔開。
工藝參數(shù)控制:
控制吸收塔出口煙溫應(yīng)在煙氣露點(diǎn)溫度10℃以上,以防止腐蝕。
煙氣冷卻系統(tǒng)需降低煙氣溫度,使后續(xù)處理更加有效。
濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)宜考慮顆粒物、霧滴等多污染物協(xié)同控制措施,減少脫硫系統(tǒng)對(duì)顆粒物排放的貢獻(xiàn)。
環(huán)保與資源利用:
脫硫過程中產(chǎn)生的廢水需收集和處理,減少環(huán)境污染。
石膏漿液需通過脫水機(jī)去除水分,得到干燥的石膏產(chǎn)品,用于工業(yè)應(yīng)用或建筑材料。
脫硫后的凈煙氣可通過除霧或送機(jī)組冷卻塔排放,也可經(jīng)吸收塔結(jié)晶工藝產(chǎn)生硫酸銨結(jié)晶。
運(yùn)行與調(diào)試:
脫硫工程的運(yùn)行、維護(hù)及安全管理應(yīng)符合規(guī)范和行業(yè)規(guī)定,運(yùn)行應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)工況下進(jìn)行,并定期檢查維護(hù)各類設(shè)備和設(shè)施。
啟動(dòng)前需確保伴熱裝置有效投入、濾袋預(yù)涂灰、電區(qū)啟動(dòng)放電極絕緣子室等。
緊急情況處理:
在液氨泄漏、液氨壓力異?;蛞归g等情況下,應(yīng)采取防火措施,如配備防火負(fù)責(zé)人、制定防火安全制度、成立義務(wù)消防組織、準(zhǔn)備消防器材和制定防火應(yīng)急預(yù)案。
通過以上措施,可以確保煙氣脫硫過程的安全、高效和環(huán)保。
]]>高效除塵:布袋除塵器的除塵效率通常在99%以上,能夠有效捕集0.1微米至0.3微米甚至更細(xì)小的粉塵顆粒,滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求。
運(yùn)行穩(wěn)定:布袋除塵器采用物理過濾原理,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,不受外界因素影響,適應(yīng)性強(qiáng),能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
適應(yīng)性強(qiáng):布袋除塵器可以處理不同性質(zhì)和特性的粉塵,包括高比電阻、高濃度和細(xì)顆粒粉塵,不受粉塵電阻的影響。此外,其處理風(fēng)量范圍廣,從小型機(jī)組到大型除塵室均可適用。
經(jīng)濟(jì)性:布袋除塵器的造價(jià)相對(duì)較低,維護(hù)成本也較低,濾袋使用壽命長(zhǎng)且可回收再利用,降低了企業(yè)的運(yùn)行成本。
環(huán)保性:布袋除塵器是一種干式除塵設(shè)備,不需用水,避免了污水處理或泥漿處理問題,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
操作簡(jiǎn)便:布袋除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)操作方便,自動(dòng)化程度高,部分設(shè)備配備智能監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)并預(yù)警潛在故障,減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。
節(jié)能:布袋除塵器的壓力損失相對(duì)較低,能夠節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗。
占地面積?。翰即龎m器布局靈活,可以根據(jù)場(chǎng)地設(shè)計(jì)不同形狀,占地面積小,適合各種工業(yè)環(huán)境。
無二次污染:布袋除塵器采用布袋過濾方式,排放的潔凈氣體符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
布袋除塵器以其高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,并為環(huán)境保護(hù)和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。
]]>SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)能夠顯著提高脫硝效率。通過SNCR階段初步去除部分NOx,再利用SCR階段進(jìn)一步處理剩余的NOx,整體脫硝效率可以達(dá)到80%以上,甚至在某些情況下可以達(dá)到90%以上。這種組合方式不僅彌補(bǔ)了單一技術(shù)的不足,還充分利用了兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。由于SNCR階段已經(jīng)初步降低了NOx濃度,因此SCR階段所需的催化劑用量和反應(yīng)器體積得以減少,從而降低了整體投資和運(yùn)行成本。此外,由于催化劑用量減少,系統(tǒng)的壓降也相應(yīng)減小,這進(jìn)一步降低了運(yùn)行費(fèi)用。
第三,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)具有良好的空間適應(yīng)性。由于SCR反應(yīng)塔體積較小,特別適合空間受限的場(chǎng)合。同時(shí),該技術(shù)簡(jiǎn)化了還原劑噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì),無需設(shè)置復(fù)雜的旁路系統(tǒng),減少了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度和對(duì)場(chǎng)地的要求。
第四,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)還具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制優(yōu)勢(shì)。由于SNCR階段已經(jīng)進(jìn)行了初步脫硝,SCR階段主要處理未反應(yīng)的NOx,因此氨逃逸率較低,通常小于4mg/Nm3。此外,由于減少了催化劑用量,有助于控制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,從而減少NH4HSO4的生成,降低對(duì)下游設(shè)備的腐蝕危害。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效的NOx去除,還能在經(jīng)濟(jì)性和空間適應(yīng)性方面提供顯著優(yōu)勢(shì),并且具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制能力。這種技術(shù)適用于燃煤電廠、垃圾焚燒爐等多種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景,是一種成熟且高效的煙氣治理方案。
]]>技術(shù)成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術(shù),自20世紀(jì)80年代以來廣泛應(yīng)用于全球的火電廠中。其技術(shù)已經(jīng)非常成熟,運(yùn)行可靠性高,設(shè)備和技術(shù)容易獲取。
資源豐富且價(jià)格低廉:石灰石作為脫硫劑,來源廣泛且價(jià)格便宜。石灰石資源豐富,易于運(yùn)輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟(jì)上具有很大的優(yōu)勢(shì)。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通??梢赃_(dá)到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求。
適應(yīng)性強(qiáng):石灰石-石膏法對(duì)煤種變化、負(fù)荷變化和脫硫率變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,特別適用于大容量機(jī)組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏是一種有價(jià)值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應(yīng)用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟(jì)效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無氨逃逸問題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問題,也無氨逃逸問題,這使得其在實(shí)際應(yīng)用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點(diǎn),如初期投資和運(yùn)行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復(fù)雜等,但其綜合優(yōu)勢(shì)使其成為目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟(jì)性和高效性而被廣泛采用。
]]>技術(shù)規(guī)范與設(shè)計(jì)要求:
脫硫裝置的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙氣循環(huán)流化床法煙氣脫硫工程通用技術(shù)規(guī)范》(HJ 178—2018)等。
施工過程中使用的設(shè)備、材料必須符合國家標(biāo)準(zhǔn),并取得供貨商的產(chǎn)品合格證后方可安裝和使用。
工程驗(yàn)收應(yīng)按相應(yīng)專業(yè)驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行,包括土建施工質(zhì)量驗(yàn)收、機(jī)械設(shè)備安裝質(zhì)量驗(yàn)收、電氣裝置驗(yàn)收等。
運(yùn)行與維護(hù):
脫硫裝置的運(yùn)行應(yīng)根據(jù)燃料、原料及主體工程負(fù)荷的變化及時(shí)調(diào)整,確保SO2連續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
定期檢查和維護(hù)各類設(shè)備、電氣和自控儀表,確保裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
在停運(yùn)時(shí),需及時(shí)排空并清洗管道和設(shè)備,避免二次污染。
維護(hù)人員應(yīng)熟悉維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定,定期檢查、更換或維修必要部件,并做好詳細(xì)記錄。
安全管理:
脫硫裝置不得在超過設(shè)計(jì)負(fù)荷的條件下長(zhǎng)期運(yùn)行。
應(yīng)制定脫硫工程事故應(yīng)急預(yù)案,儲(chǔ)備應(yīng)急物資,并定期組織相關(guān)演習(xí)。
在操作過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,操作人員需接受培訓(xùn),掌握脫硫塔操作要領(lǐng),正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品。
環(huán)境保護(hù):
脫硫廢水處理系統(tǒng)應(yīng)滿足國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并定期檢查吸收塔、換熱器等設(shè)備的腐蝕、結(jié)晶和堵塞情況。
副產(chǎn)品應(yīng)妥善堆放、貯存、運(yùn)輸和利用,避免二次污染。
對(duì)可能產(chǎn)生粉塵污染的裝置,宜采用全負(fù)壓密閉操作,并盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化作業(yè)。
經(jīng)濟(jì)性與效率:
脫硫系統(tǒng)的增容改造應(yīng)提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和效率,以滿足高硫煤種的環(huán)保排放要求。
通過技術(shù)改造,如增加噴淋層、液體再分布裝置等,可以有效降低二氧化硫排放濃度。
其他注意事項(xiàng):
在脫硫系統(tǒng)中,應(yīng)避免將固體脫硫劑直接加入系統(tǒng),再生停留時(shí)間應(yīng)控制在12-15分鐘。
脫硫液溫度應(yīng)控制在35-45°C之間,操作要平穩(wěn),保持再生槽硫沫連續(xù)溢流。
脫硫改造需要綜合考慮技術(shù)規(guī)范、運(yùn)行維護(hù)、安全管理、環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面,以確保改造后的系統(tǒng)能夠安全、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。
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