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高活性氨基还原剂烟气脱硝技术
山东淄博傅山企业集团有限公司
山东大学
【摘要】
山东淄博傅山企业集团有限公司下属企业淄博双山环保科技工程有限公司作为淄博市地方骨企业, 在脱硝技术等方面积累了丰富的经验, 多年致力于脱硝技术工作, 采用高活性氨基还原剂烟气脱硝技术, 克服了现有脱硝工程中SCR技术在催化剂条件下反应和SNCR技术在高温条件下反应等缺点。
关键词: 高活性氨基; 脱硝
一、 前言
当前中国大气污染形势非常严峻, 以细颗粒物( PM2.5) 为特征污染物的区域性大气污染问题日益突出, 特别是今年1月以来, 全国部分地区持续出现大范围雾霾天气, 受影响国土面积达230万平方公里, 受影响人口达6亿, 对人们身体健康产生严重危害, 影响社会和谐稳定, 成为社会的焦点和重大民生问题。
雾霾形成的原因除气象因素外, 其根本原因是污染物排放量巨大。二氧化硫、 氮氧化物、 烟粉尘、 挥发性有机物等是影响空气中PM2.5浓度的主要污染物。
, 上述四项污染物的排放总量分别为2218万吨、 2404万吨、 1500万吨和3000万吨, 其中, 燃煤电厂排放量占总排放量近50%。因此, 加快火电等重点行业脱硝除尘改造、 大幅减少污染排放是实现环境空气质量明显改进的首要任务和重点措施。
二、 设备工艺
高活性固体氨基还原剂烟气脱硝技术是利用高活性固体氨基还原剂( 一种尿素衍生物) 作为脱硝还原剂, 该技术既具有SCR脱硝率高的优点, 又具有SNCR投资和运行费用低的优势。它不用催化剂, 以高反应活性的固体氨基还原剂( NR3) 为原料, 在800-1000℃范围内, 迅速( 1-2s) 与NOx发生还原反应而达到脱硝目的。该技术已经申请国家专利【专利公开号CN A】。
高活性氨基还原剂脱硝系统包含活性氨储罐模块、 活性氨气化发生器模块、 计量模块、 分配模块、 喷射模块、 自动控制模块。

图1. 高活性氨脱硝工艺流程示意图
三、 方案实施
高活性氨基还原剂烟气脱硝技术已经在水泥窑炉进行了中试, 中试脱硝数据稳定, 脱硝后NOx排放浓度低于当前国家对水泥窑炉NOx的排放标准。随着工艺技术的优化, 完全能够建立一套新的更低的水泥窑炉NOx排放标准体系, 减轻中国大气污染及雾霾等环保压力。
表1. 活性氨脱硝技术在水泥窑炉脱硝试验结果
序号
加料位置
温度
/℃
氨氮比
脱硝后NOX浓度/mg/m3
脱硝前NOX浓度/mg/m3
脱硝效率/%
1
4级预热器下锥体清料孔
810
0.526
257
735
65
2
4级预热器下锥体清料孔
810
1.51
200
453
55.8
3
3级预热器下料管翻板阀下
640
0.767
286
599
52.2
4
3级预热器下料管翻板阀下
640
0.714
192
784
75.5
高活性氨基还原剂脱硝技术已在电厂锅炉烟气脱硝进行了现场试验。在75t/h和220t/h循环硫化床锅炉上, 不用进行锅炉改造, 按氨氮比1:1加入还原剂, 脱硝后NOx排放浓度小于80mg/m3, 低于国家NOx排放浓度100 mg/m3的标准。

图2. 75t/h循环硫化床锅炉脱硝结果

图3. 220t/h循环硫化床锅炉脱硝结果
四、 经济分析
( 一) 经济效益
高活性氨基还原剂脱硝技术与SNCR脱硝技术原料成本比较如表2所示:
表2 SNCR脱硝与活性氨脱硝技术原料成本比较

SNCR脱硝
活性氨脱硝
脱硝反应原料
氨气
活性氨
脱硝剂形态
20%氨水
固体
反应摩尔比
1.5:1
1:1
反应质量比
M( 20%氨水: NOx) =4.25:1
M( 活性氨: NOx) =1.5:1
脱硝剂价格 元/吨
20%氨水均价: 650
1600
脱除每公斤NOx的原料成本
2.76元
2.4元
如果再加上氨水的安全隐患带来的防护费用、 SNCR的脱硝效率低等综合因素, SNCR的脱硝成本显然是比活性氨的脱硝成本高。
(二)安全效益
高活性氨基还原剂脱硝技术中使用的脱硝剂为工业三聚氰酸粉末, 该原料是白色无毒无味的固体, 物理性质稳定, 只有加热到350℃以上才分解。因此, 在脱硝使用过程中储存、 运输方便, 不需要进行专门的安全防护。
四、 结束语
淄博双山环保科技工程有限公司以高起点谋划、 高品质打造、 高效率推进为原则, 坚持循环经济发展模式, 有效保持了高活性氨基还原剂脱硝技术的稳定进行, 促进了公司健康、 持续发展。