燃煤鍋爐生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O組成,其中NO含量超過90%,NO2約占5~10%,N2O只有1%左右。NOx理論上有三條生成途徑:
燃料型NOx,燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成,所占NOx比例超過80~90%;
熱力型NOx,助燃空氣中的N2在燃燒后期1300℃以上的溫度下被氧化而成;
瞬態(tài)型NOx,由分子氮在火焰前沿的早期階段生成,所占NOx比例很小。
利用煤粉燃燒過程產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物或者往煙道中噴射氨氣,在合適的溫度、氣氛或催化劑條件下將NOx還原,這是燃煤鍋爐控制NOx排放的主要機(jī)理。由此衍生出爐內(nèi)低NOx燃燒(簡稱LNB)、爐膛噴射還原劑的選擇性非催化還原煙氣脫硝(簡稱SNCR)和爐后煙道噴射還原劑的選擇性催化還原煙氣脫硝(簡稱SCR)等等多種脫硝工藝和技術(shù),本文簡單的對各種工藝和技術(shù)做下對比和分析。
序號 | 脫硝工藝 | 適用場地 | 優(yōu)缺點(diǎn) | 脫硝效率 | 投資 |
1 | SCR | 排氣量大,連續(xù)排放 | 二次污染小,凈化效率高,技術(shù)成熟,設(shè)備投資成本較高 | 80-90% | 較高 |
2 | SNCR | 排氣量大,連續(xù)排放 | 沒有催化劑,設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用少,脫硝劑用量大,二次污染,難以保證反應(yīng)溫度和停留時間 | 30-60% | 較低 |
3 | 液體吸收法 | 需要處理的煙氣量非常少的情況下適用 | 工藝設(shè)備簡單,投資少,有些方法可以回收氮氧化物,副產(chǎn)物不易處理,不適用燃煤鍋爐 | 低 | 低 |
4 | 微生物法 | 適用范圍較大 | 設(shè)備簡單,能耗和運(yùn)行費(fèi)用低,無二次污染,微生物環(huán)境條件難以控制,技術(shù)水平較高,暫處于研究階段 | 80% | 低 |
5 | 活性炭吸附法 | 排氣量較小的情況下適用 | 同時脫硫脫硝,運(yùn)行費(fèi)用低,吸收劑用量大,設(shè)備體積大,一次脫硫脫硝效率低,再生頻繁 | 60-80% | 高 |
6 | 電子束法 | 適應(yīng)范圍大 | 同時脫硫脫硝,無二次污染,運(yùn)行費(fèi)用高,技術(shù)含量高 | 70-85% | 高 |