隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市土地越發(fā)趨于緊張,垃圾焚燒廠(chǎng)的建設(shè)和投運(yùn),有效緩解城市生活垃圾堆放所需場(chǎng)所問(wèn)題。焚燒后垃圾重量減輕80%~85%[1]、體積減少95%~96%[1],垃圾中的細(xì)菌等有害物質(zhì)經(jīng)焚燒后也被消除,有效控制了生活垃圾所帶來(lái)的二次污染;垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱量還可以給城市供熱或發(fā)電,變廢為寶。但垃圾焚燒廠(chǎng)同燃煤、燃油等發(fā)電廠(chǎng)一樣,排入大氣環(huán)境中的煙氣也會(huì)含有一定量的煙塵顆粒物,HCl、HF、SO2和NOx酸性氣體以及二惡英類(lèi)鹵代化合物等大氣污染物[1]。對(duì)此,我國(guó)的生活垃圾電廠(chǎng)在尾部均設(shè)計(jì)并安裝脫酸反應(yīng)塔、布袋除塵器等煙氣凈化設(shè)施,成功控制了煙塵、顆粒物和易溶性酸性氣體。但煙氣中的NOx,由于絕大部分為NO[1,2],不易溶于水,通過(guò)現(xiàn)有的脫酸反應(yīng)塔不能有效去除,致使高濃度排放。即將頒發(fā)的修訂版《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》目前正處于征求意見(jiàn)稿階段,該標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)正式頒發(fā),多數(shù)垃圾焚燒電廠(chǎng)尾氣中的NOx將大大超標(biāo),必須實(shí)施切實(shí)可行的NOx控制措施。
垃圾焚燒過(guò)程中,固態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)燃燒會(huì)變成氣態(tài)物質(zhì)或其他形式,可能對(duì)環(huán)境造成更大危害。垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的 NOx主要是指一氧化氮(NO)以及二氧化氮(NO2),其中,NO 在較高溫度下生成,而 NO2在低溫條件下較為穩(wěn)定,NO在空氣中能與O2或 O3反應(yīng)而轉(zhuǎn)化生成 NO2。
焚燒爐內(nèi),溫度及燃燒垃圾的化學(xué)組分是決定 NO 生成量的主要影響因素。根據(jù)氮元素來(lái)源和生成條件的不同,NOx的來(lái)源主要分為空氣中的氮(熱力型 NOx)和燃料中的氮(燃料型 NOx)。(1)熱力型 NOx是由于空氣中含有的氮和氧在高溫條件下相互反應(yīng)而產(chǎn)生的。 (2)燃料型 NOx,垃圾中含氮的化合物被分解并氧化就可生成。在燃燒過(guò)程中,這些含氮有機(jī)化合物受熱分解產(chǎn)生一些低分子量的氮化物或 NH2、CN、HCN、NH3等自由基,然后被氧化生成 NO 和水,同時(shí),這些自由基還可以與 NO 反應(yīng)生成 N2和水。是垃圾焚燒廠(chǎng)脫硝的主要目標(biāo)??刂迫剂闲? NOx需要注意燃燒中的過(guò)量空氣系數(shù),其與這種類(lèi)型的 NOx的生成呈正比,也是垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程燃燒控制考慮的重要的因素之一。(3)氮氧化物還可有另一種生成類(lèi)型,即瞬時(shí)型 NOx,其原理為在高溫條件下,燃料中的含碳?xì)浠衔镄纬蓳]發(fā)物,分解后生成了 CH 自由基,氮?dú)馀c之發(fā)生反應(yīng),生成 HCN 和 N 等中間產(chǎn)物基團(tuán)。N 原子再與O2反應(yīng)生成 NO,部分 HCN 分別與 O2和 NO 反應(yīng)生成 NO 和 N2。這一反應(yīng)過(guò)程因?yàn)槠浞磻?yīng)速度很快,僅需要 60ms,故稱(chēng)為瞬時(shí)型 NOx,受溫度影響較小。由于瞬時(shí)型 NOx僅在碳?xì)錆舛仁指叩娜剂先紵龝r(shí)才會(huì)產(chǎn)生,需要深度富燃的條件,對(duì)于垃圾焚燒過(guò)程來(lái)說(shuō),這種類(lèi)型的 NOx產(chǎn)量很小。
SNCR技術(shù),即選擇性非催化還原技術(shù),它是目前主流的煙氣脫硝技術(shù)之一。在爐膛850~1150℃這一溫度范圍內(nèi)、無(wú)催化劑作用下,NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2作用,據(jù)此發(fā)展了SNCR煙氣脫硝技術(shù)。在850~1150℃范圍內(nèi),NH3或氨水還原NOx的主要反應(yīng)為:
NH3為還原劑 4NH3+4NO+02→4N2+6H20
尿素為還原劑 NO+CO(NH2)2+1/202→2N2+CO2+H20
我國(guó)地域大,各地情況不同,對(duì)于某一具體的工程采用何種煙氣脫硝工藝,必須因地制宜,進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。在選取煙氣脫硝工藝的過(guò)程中,應(yīng)遵循以下原則:
1、NOx的排放濃度和排放量滿(mǎn)足有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);
2、技術(shù)成熟,運(yùn)行可靠,有較多業(yè)績(jī),可用率達(dá)到90%以上;
3、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng),并能夠適應(yīng)燃煤含氮量在一定范圍內(nèi)變化;
4、盡可能節(jié)省建設(shè)投資;
5、布置合理,占地面積較??;
6、吸收劑和、水和能源消耗少,運(yùn)行費(fèi)用低;
7、吸收劑來(lái)源可靠,;
8、副產(chǎn)物、廢水均能得到合理的利用或處置。
我結(jié)合不同地域,不同行業(yè)的環(huán)保政策標(biāo)準(zhǔn)要求,成功研發(fā)出SCR蜂窩式中溫,低溫脫硝催化劑系列產(chǎn)品,SNCR+SCR一體化脫硝設(shè)備,及 針對(duì)小型、低量煙氣脫硝提標(biāo)自主研發(fā)的JL20-1/2/3系列一體化智能脫硝設(shè)備,具有安裝簡(jiǎn)單,操作方便,自動(dòng)化運(yùn)行,運(yùn)營(yíng)成本低,脫硝 等特點(diǎn),可達(dá)95%脫硝效率 用于火力發(fā)電、鋼鐵焦化、陶瓷玻璃、水泥化工等行業(yè)及燃煤、燃?xì)?、燃油、生物質(zhì)等工業(yè)鍋爐及鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn),彩鋼噴涂線(xiàn)的脫硝提標(biāo)工程升級(jí)改造。
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