上一篇文章我们介绍了圆顶阀的工作过程,这篇文章我们介绍脱硝技术在水泥工业中的作用。
随着我国水泥工业的发展,水泥生产中排放的氮氧化物(NOx)已经成为仅次于火力发电和汽车尾气的第三大排放源,严重影响了环境。此外,近年来,雾霾对全国大中城市造成严重破坏,水泥脱硝迫在眉睫。
燃料氮氧化物的形成机理
燃料氮氧化物是指燃烧过程中燃料中含氮有机化合物氧化产生的氮氧化物。因为燃料中氮原子的结合能较小,所以在水泥窑系统中温度相对较低的分解炉中会产生更多的燃料氮氧化物。
温度氮氧化物的形成机理
温度氮氧化物是指燃烧空气中的氮在高温下氧化产生的氮氧化物。
高温氮氧化物快速生成的机理
快速升温型氮氧化物是指空气中的氮分子与初级点火阶段燃料燃烧产生的中间碳氢化合物碰撞,生成中间产物HCN、氯化萘等。被氧化生成氮氧化物。一般来说,生成的氮氧化物比例很小,可以忽略不计,因此通常不在水泥行业考虑。
氮氧化物减排措施
理论上,减少氮氧化物排放的方法通常有两种:一种是通过控制水泥工艺本身的煅烧来减少氮氧化物的产生,其技术措施包括优化煅烧控制、使用低氮氧化物燃烧器、分解炉和管道分级燃烧以及调整配料方案。第二是控制终端烟气排放的氮氧化物。其技术措施包括选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)和组合脱硝技术。
选择性非催化还原(SNCR)脱氮技术
SNCR脱氮技术原理简介
选择性非催化还原技术是目前水泥行业的主要脱硝方法。它是在合适的温度窗口(850 ~ 1200)注入脱氮剂氨或尿素,不使用催化剂来降低烟气中的氮氧化物。
SNCR脱氮技术的影响因素
(1)温度
当温度高于1200时,NH3的氧化反应开始起主导作用,而不是产生一氧化氮
当温度低于850时,反应不完全,导致所谓的“氨突破”(即氨逃逸),导致新的污染。氨逃逸量是SNCR下游烟气中未反应的氨的量。确保氨逃逸量低于8mg/Nm3非常重要,否则会造成二次污染。同时,在某些反应条件下,会发生以下副反应:
(2)停留时间
任何化学反应都需要反应时间,因此必须保证还原剂和氮氧化物在反应区有足够的停留时间,以保证烟气中氮氧化物的还原率。当NH3停留时间超过1s时,可以获得最佳的氮氧化物去除率。尿素和氨需要0.3秒至0.4秒的停留时间来实现有效的氮氧化物去除效果。一些试验表明,停留时间从100毫秒增加到500毫秒,最大氮氧化物还原率从70%增加到93%左右。因为入口烟气速度更快,所以需要更短的停留时间来确保NH3和NOx之间的反应。与氨相比,尿素不需要热解,NH3在适当温度范围内的停留时间优于尿素。(3)还原剂
目前,SNCR脱硝技术主要使用氮基还原剂,如尿素和氨水。尿素与氮氧化物的化学反应复杂,脱除效率不稳定,氨逃逸率高,易形成一氧化氮,因此氨水作为还原剂优于尿素。
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