基本介紹
- 中文名：煙氣脫氮
- 外文名：flue gas denitrification
- 定義：從煙氣中脫除氮氧化物的工藝過程
- 其他名稱：煙氣脫硝
- 所屬學科：電力（一級學科）
科技名詞,技術進展,吸收法,吸附法,微生物法,電子輻射法,催化法,
科技名詞
鍋爐燃燒會排出大量的氮氧化物,造成嚴重的污染問題,增大環境負擔。所以,出於保護生存發展環境的考慮,我國一直倡導對此類物質的排放實行嚴格控制,並於"十二五"規劃中明確提出要重點加強對氮氧化物的控制。這就要求現實中注重藉助有效方式對鍋爐煙氣實施脫氮處理,並通過技術手段的改進,來最佳化脫氮效果。結合鍋爐煙氣成分,探討了對其實施脫氮處理過程中的技術問題。
技術進展
目前，NOx的控制主要有燃燒前處理、燃燒方式的改進及燃燒後處理等3種途徑，但燃燒後煙氣脫氮技術是控制NOx排放的重要方法，大部分煙氣中的NOx都是通過該法進行處理。
吸收法
吸收法是工業企業採用較多的處理NOx的方法，主要原理是將NOx吸收到溶液中。比較常見有水吸收法、酸吸收法、鹼吸收法、氧化吸收法、液相還原吸收法和絡合吸收法等。其中，以尿素為還原劑的液相還原吸收法NOx的脫除率可達90% ，而其他方法的去除率都在40%-80%之間。
吸附法
吸附法是一種已經成熟的工業分離技術，基本原理是利用大比表面的吸附劑對NOx進行吸附，通過周期性地改變操作溫度或壓力進行NOx的吸附和解吸，使NOx從煙氣中分離出來,從而達到淨化和富集的目的。常用的吸附劑有矽膠、分子篩、活性炭、活性焦、天然沸石及泥煤等。吸附法具有成本低、不產生二次污染等優點，但目前所用吸附劑的吸附量小，當煙氣中NOx含量高時,吸附劑用量多、消耗大，設備體積龐大，所以套用並不廣泛。
微生物法
微生物法的基本原理是使用合適的脫氮菌在外加炭源情況下，利用NOx作為氮源，將NOx轉化為無害的N2，而脫氮菌本身獲得繁殖。常用的有生物洗滌、生物過濾和生物滴濾等形式。
電子輻射法
電子輻射法又稱電漿活化法，通過電子束照射或高壓放電將煙氣中NOx電離，從而達到脫除NOx的目的。該法包括電子束法和脈衝電暈法。一般用來同時脫除NOx和SO2或與催化相結合使用。該法裝置占地小，無二次污染，但能耗較高，設備投資大，運行費用高，抑制了該技術的工業套用。
催化法
與以上方法相比，催化法脫氮具有快速、高效等優點，因此被廣泛用於燃煤電廠煙氣和汽車尾氣中NOx的脫除。催化法可分為選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）等兩種。其中SNCR技術是在爐膛溫度1000℃左右的區域噴入NH3、尿素等還原劑，將NOx還原成N2和H2O，NOx脫除率可達80% ，但反應中會有少量的溫室氣體N2O產生。該過程不使用催化劑，還原劑由噴嘴噴入燃燒室，根據鍋爐的操作負荷，不斷調整NH3的噴入量和噴入位置，以保證在最佳溫度下噴入NH3。SCR法通過NH3，H2S，CO和烴類物質等還原劑，在V2O5/TiO2等催化劑上與NOx反應，生成無害的N2和H2O，NOx的脫除率可達90%，但運行費用較高。目前實現工業化套用的是以NH3為還原劑，V2O5/TiO2為催化劑的SCR法來脫除固定源廢氣中的NOx，以及使用Pt-Pd-Rh三元催化劑來淨化汽車尾氣。
SCR脫氮反應器的核心是脫氮催化劑。它分為蜂窩式和板式兩種類型，比表面積為500 m /m-1000 m /m，在催化劑的內表面上分布著由TiO2、WO3或V2O5等組成的活性中心。隨著脫氮裝置的運行,催化劑會逐漸老化。引起老化的原因主要是催化劑活性中心中毒、活性成分晶型改變以及催化劑通道和微孔的堵塞、腐蝕等。因此，必須定時檢測煙氣經過每層催化劑後NOx的濃度和氨氮比（NH3/NOx）,確定各層催化劑的活性與老化程度，以確保脫氮裝置的正常運行。SCR法的主要難點在於NH3的儲存不易控制，NH3噴射不均勻以及易造成二次污染。
