烟气脱氮技术的研究动向
氮氧化物同硫氧化物、烟尘等大气污染物一样,都会对环境造成严重危害,因此是钢铁企业环保工程重点治理的对象。氮氧化物的控制措施主要可从两个方面着手:一个方面是抑制燃烧过程中所产生的氮氧化物;另一个方面是对排烟中氮氧化物进行净化处理。
抑制燃烧过程中氮氧化物的产生,可以通过改变燃烧条件来实现,即从氮氧化物的形成机理上改变煤的燃烧条件以减少氮氧化物的排放。目前正在研发或应用的技术有以下几种:(1)分段燃烧技术。其基本原理是:在燃烧的初始阶段,供入的助燃空气量小于理论空气量,使燃烧处于低氧浓度燃烧状态,降低火焰温度,以抑制氮氧化物的生成;然后通过二次或多次送风,使不完全燃烧区域外缘形成一个完全燃烧区域。试验证明,这种分段燃烧技术可使氮氧化物减少25%~50%。20世纪80年代,世界各国纷纷进行降低燃煤电厂烟气中氮氧化物含量的控制处理,空气分级低氮燃烧技术就是其中有效的一种,现已大量应用在燃煤电厂锅炉,特别是液态排渣的锅炉上。华能北京热电厂就是采用低氮燃烧方式来控制烟气中的氮氧化物浓度。(2)烟气再循环技术。就是使一部分烟气返回燃烧区,使燃烧区的温度降低,从而减少氮氧化物的产生。一般控制20%左右的烟气循环量。此技术可使烟气中氮氧化物的排放量减少20%。
此外,也可以从采用低氮含量的燃料着手。要降低燃料中的氮含量,可以采取几种办法:一是对煤进行脱氮处理,即清除煤中的含氮化合物以减少燃料型氮氧化物的生成;二是采用燃料转换技术,即将煤气化、液化或制成水煤浆后再进行燃烧。但这些技术尚处于研究阶段。
对烟气进行氮氧化物净化处理,目前正在研发或应用的技术有以下几种:(1)吸附剂吸收工艺。此技术对烟气中二氧化硫的净化率达90%,氮氧化物的净化率达70~90%,但此技术需要大量的吸附剂,设备庞大,投资大,运行动力消耗也大。(2)NH3选择性催化还原工艺。这种技术净化率相当高,可大于85%;工艺设备紧凑,运行可靠,氮气放空,无二次污染。但此法存在投资与运行费用较高、消耗氨液、氮氧化物不能回收等不足之处。这种技术已经得到广泛应用,常用的催化剂有金属氧化物、沸石和活性炭等。在众多的催化剂中TiO2、Al2O3或V2O5催化剂对于去除氮氧化物效率最高。如果不采用催化剂,则所需的反应温度较高,为900~1200?C;且净化率较低,一般仅为50%。
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