【正文】 會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： 2NH3+SO2+H2O→ (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O→ NH4HSO3 NH4HSO3+2Ca(OH)2→ +2NH3+7/2H2O+CaSO3 NO+2NH4HSO3→ 1/2N2+(NH4)2SO4+SO2+H2O NO2+4NH4HSO3→ 1/2N2+2(NH4)2SO4+2SO2+2H2O 傳統(tǒng)濕式系統(tǒng)的普遍缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行 成本和初投資較高。另一類是單純的濕法洗滌脫硝。該方法的 NOx 脫除率相當(dāng)可觀，其投資和運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)較低，但目前由于脈沖電源等技術(shù)尚不成熟，因此，距離大面積工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。 電暈放電法與電子束輻照法是類似的方法，只是獲得高能電子的渠道不同，電子束法的高能電子束 (500～ 800keV)是由加速器加速得到。采用 ESP 或布袋均可，但選擇布袋更優(yōu)。一般增濕后的煙氣含 H20 在 10%左右。之后將煙氣降溫到 70～ 80℃目前降溫的方法有兩種：一是熱交換器，二是噴霧增濕降溫。產(chǎn)物用常規(guī)方法 (ESP 或布袋 )收集，完成從氣相中的分離。這些活性物種引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)首先把氣態(tài)的 S02 和 N0x 轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)氧化物，然后形成 HNO3 和 H2SO4。 由于該項(xiàng)技術(shù)存在明顯的缺點(diǎn) (系統(tǒng)可用率 不高、氨損較大、能耗大、脫硫脫硝效率較低 )，因此不作推薦。由于部分相關(guān)技術(shù)的限制，目前在大型鍋爐上應(yīng)用尚有一定困難。 EA— FGD 技術(shù)存在著系統(tǒng)可用率不高、氨損較大、能耗大、脫硫脫硝效率較低、固硫固氮反應(yīng)后生成的化肥能否有效捕 集和設(shè)備容易阻塞的問題，加上氨法起步晚、業(yè)績少，主要設(shè)備如大功率的電子束加速器和脈沖電暈發(fā)生裝置還在研制階段。添加氨時(shí)，副產(chǎn)品可作為肥料使用。主要反應(yīng)如下： H 2 SO4 + 2 NH 3 =( NH 4 ) 2 SO4 HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO3 SO2 + 2 NH 3 + H 2 O + 1 / 2O2 =( NH 4 ) 2 SO4 為提高脫除率，更好地回收和利用生成物，加入氨、石灰水等添加劑，生成固體化學(xué)肥料硫酸銨和硝酸銨。它們?cè)陔娮蛹铀倨鳟a(chǎn)生的電子束流輻照下，經(jīng)電離、激發(fā)、分解等作用， 可生成活性很強(qiáng)的離子、激發(fā)態(tài)分子。 目前采用最多的布置方式是前置式布置。 ② 布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間 該法由于靜電除塵器無法在 300～ 400℃溫度下正常工作，因此很少采用。 優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍適合于大多數(shù)催化劑的工作溫度。選擇性催化劑脫硝法的系統(tǒng)主要由催化劑反應(yīng)器、催化劑和氨儲(chǔ)存和噴射系統(tǒng)所組成。 1) 選擇性催化還原脫硝法 (SCR) 采用該法脫硝的反應(yīng)溫度取決于催化劑的種類，催化劑室應(yīng)布置在尾部煙道中相應(yīng)的位置。煙氣脫硝分為干法、濕法。 非催化煙氣噴氨脫硝法投資少，運(yùn)行費(fèi)用也低，但反應(yīng)溫度范圍狹窄，目前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上已有采用該法運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但市場占有率 較 低。一般在爐墻上開設(shè)多層氨噴射口。氨的噴入地點(diǎn)一般在爐膛上部煙氣溫度在 850～ 1050℃ (或 900～ 1100℃ )范圍內(nèi)的區(qū)域。 噴氨法是一種選擇性降低 NOx 排放量的方法 (因噴入的氨只與煙氣中的 NOx 發(fā)生反應(yīng)，而不與煙氣中的其他成分反應(yīng) )，當(dāng)不采用催化劑時(shí)， NH3 還原 NOx 的反應(yīng)只能在 850～ 1050℃ (或 900～ 1100℃ )這一狹窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。但噴水和二次燃料的方法，尚存在著如何將 NO 氧化為 NO2 和解決 選擇性非 反應(yīng)的問題，因此，目前還不成熟。 爐膛噴射脫硝技術(shù) 爐膛噴射脫硝實(shí)際上是在爐膛上部噴射某種物質(zhì)，使其在一定的溫度條件下還原以生成的 NOx，以降低 NOx 的排放量。該技術(shù)的關(guān)鍵是煙氣再循環(huán)率的選擇和煤種的變化。 (3) 燃燒分級(jí)燃燒技術(shù) 該技術(shù)是將鍋爐的燃燒分為二個(gè)區(qū)域進(jìn)行，將 85%左右的燃料送入第一級(jí)燃燒區(qū)進(jìn)行富氧燃燒，生成大量的 NOx，在第二級(jí)燃燒區(qū)送入 15%的燃料 (天然氣為主 )，進(jìn)行缺氧燃燒，將第一區(qū)生成的 NOx 進(jìn)行還原，同時(shí)抑制 NOx 的生成，可降低 NOx 的排放。對(duì)于部分鍋爐風(fēng)量分配不當(dāng)，會(huì)增加鍋爐的燃燒損失，同時(shí)造成受熱面的結(jié)渣腐蝕。 該技術(shù)主要是通過減少燃燒高溫區(qū)域的空氣量，以降低 NOx 的生成技術(shù)。該技術(shù)是將燃燒用風(fēng)分為一、二次風(fēng)，減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量 (一次風(fēng) )，提高燃燒區(qū)域的煤粉濃度，推遲一、二次風(fēng)混合時(shí)間，這樣煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)就形成了一個(gè)富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒，充 分利用燃燒初期產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物，提高燃燒過程中的 NOx 自還原能力，以降低燃料型 NOx 的生成。因此，在運(yùn)行調(diào)整中，必須根據(jù)煤種的變化，隨時(shí)進(jìn)行燃燒配風(fēng)調(diào)整 。 循環(huán)流化床鍋爐在這一點(diǎn)上已經(jīng)做到了改進(jìn)，可以有效的抑制氮氧化物的產(chǎn)生。目前，對(duì)低氮燃燒技術(shù)的要求是，在降低 NOx的同時(shí)，使鍋爐燃燒穩(wěn)定，且飛灰含碳量不能超標(biāo)，并兼顧鍋爐防結(jié)渣與腐蝕等問題。因此，低氮燃燒技術(shù)就是通過控制燃燒區(qū)域的溫度和空氣量，以達(dá)到阻止 NOx生成及降低其排放 的目的。這些技術(shù)可單獨(dú)或組合使用。而在燃煤鍋爐中，其生成量 很小 。 快速型 NOx 的生成機(jī)理 快速型 NOx 主要是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高區(qū)域燃燒時(shí)所產(chǎn)生的烴與燃燒空氣中的 N2 分子發(fā)生反應(yīng)，形成的 CN、 HCN，繼續(xù)氧化而生成的 NOx。因此，鍋爐燃燒最初形成的 NOx，并不等于其排放濃度，而隨著燃燒條件的改變，生成的 NOx 可能被還原或稱被破壞。 在一般情況下，燃料型 NOx 的主要來源是揮發(fā)分 N，其占總量的 60～ 80%，其余為焦炭 N 所形成，占到 20～ 40%。 主要反應(yīng)式如下： 在氧化性環(huán)境中， HCN 直接氧化成 NO： HCN+O←→ NCO+H NCO+O←→ NO+CO NCO+OH←→ NO+CO+H 在還原性環(huán)境中， NCO 生成 NH： NCO+H←→ NH+CO 如 NH 在還原性環(huán)境中： NH+H←→ N+H2 NH+NO←→ N2+OH 如 NH 在氧化性環(huán)境中： NH+O2←→ NO+OH NH+OH←→ NO+H2 NH3 氧化生成 NO： NH3+OH←→ NH2+H2O NH3+O←→ NH2+OH NH2+O←→ NO+H2 以上反應(yīng)生成的 NOx 燃燒過程中如遇到烴 (CHm)或碳 (C)時(shí)， NO 將會(huì)被還原成氮分子 N2，這一過程被稱為 NO 的再燃燒或燃料分級(jí)燃燒。隨著爐膛溫度的升高及煤粉細(xì)度的減小 (煤粉變細(xì) )，揮發(fā)分 N 的比例增大，焦炭 N 的比例減小。研究它的生成機(jī)理，大約有以下規(guī)律： 燃料在進(jìn)入爐膛被加熱后，燃料中的氮有機(jī)化合物首先被熱分解成氰(HCN)、氨 (NH4)和 CN 等中間產(chǎn)物，它們隨揮發(fā)分一起從燃料中析出，它們被稱為揮發(fā)分 N。研究燃料型 NOx 的生成和破壞機(jī)理，對(duì)于控制燃燒過程中 NOx的生成和排放，具有重要的意義。燃煤電廠鍋爐中產(chǎn)生的 NOx 中有 75～ 90%是燃料型 NOx。 燃料型 NOx 的生成機(jī)理 燃料型 NOx 的生成是燃料中的氮化合物在燃燒過程中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化反應(yīng)而生成的 NOx，稱為燃料型 NOx。一般煤粉爐熱力氮氧化物占 10～ 20%。 熱力型 NOx 的生成機(jī)理 熱力型 NOx 是空氣中的氧 (O2)和氮 (N2)在燃料燃燒時(shí)所形成的高溫環(huán)境下生成的 NO 和 NO2 的總和，其總反應(yīng)式為： N2+O2←→ 2NO NO+O2←→ NO2 熱力型氮氧化物的生成與燃燒溫度、氧分解后的氧原子濃度、停留反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系很大，當(dāng)燃燒區(qū)域溫度低于 1000℃時(shí)， NO 生成量很?。划?dāng)溫度在 1300～1500℃時(shí)， NO 的濃度在 500～ 1000ppm，而且隨著溫度的升高，氮氧化物生成速度按指數(shù)規(guī)律增加。 (3) 燃料型 NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的 NOx。研究表明，在煤的燃燒過程中生成 NOx 的主要途徑有三個(gè)： (1) 熱力型 NOx，它是空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸傻? NOx。 4 脫硝工藝方案的選擇 燃煤鍋爐 NOx 的生成機(jī)理 通常所說的氮氧化物 NOx 有多種不同形式： N2O、 NO、 NO N2O N2O4 和 N2O5， 其中 NO 含量超過 90%， NO2 占 5～ 10%， N2O 只有 1%左右。 蒸汽 脫硝系統(tǒng)的蒸汽主要供尿素溶解用，而鍋爐自用蒸汽壓力為 ～ ，可滿足脫硝工藝用汽要求。本項(xiàng)目煙氣脫硝供電為低壓負(fù)荷，可從附近區(qū)域引接。 公用工程系統(tǒng)及配套設(shè)施現(xiàn)狀 供水 熱電廠現(xiàn)有 1 條供水管線，供水管管徑為 DN400，供水能力可達(dá) 1400m3/h，供水能力能滿足熱電廠全廠最大耗水量。 國內(nèi)采用 SNCR 脫硝還原劑多采用尿素，尿素運(yùn)輸、儲(chǔ)存、輸送都無需特別的安全防護(hù)措施 ,只需用普通的聚丙烯編織袋內(nèi)襯塑料薄膜包裝運(yùn)輸即可，但受溫度影響很大，溫度低會(huì)因熱量不足而反應(yīng)緩慢，造成還原劑不能完全反應(yīng)，其后果是一方面使得脫硝效率降低，另一方面使大量未完全反應(yīng)的氨隨煙氣逃逸進(jìn)入大氣。如采用 氨水 作為還原劑，最佳反應(yīng)溫度是 850℃～1050℃。 還原劑選擇 本項(xiàng)目 1～ 3 號(hào)爐若采用的是 SNCR 脫硝工藝，還原劑 氨水 和尿素比較，見表 。液氨為高壓儲(chǔ)存，氨水濃度達(dá)到 28%時(shí)，也有相當(dāng)大的儲(chǔ)存壓力，使得氨水的儲(chǔ)存系統(tǒng)變得復(fù)雜和昂貴。 (3) 尿素是一種顆粒狀的農(nóng)業(yè)肥料，安 全無害，但用其制氨的系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備多，初投資大，大量尿素的存儲(chǔ)還存在潮解的問題。主要特點(diǎn)如下： (1) 液氨的投資、運(yùn)輸和使用成本為三者最低，但液氨屬于易燃易爆物品，必須符合國家有關(guān)的法規(guī)和勞動(dòng)安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，其運(yùn)輸、存儲(chǔ)涉及應(yīng)有嚴(yán)格的安全保證和防火措施。直接法通過液氨或氨水汽化制取氨氣；間接法即為水解或熱解尿素法制取氨氣。 還原劑特點(diǎn) 在燃煤電廠脫硝工藝中直接參加化學(xué)反應(yīng)的是還原 劑氨氣。與無水氨及有水氨相比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，是農(nóng)業(yè)常用的肥料，無爆炸可能性，完全沒有危險(xiǎn)性。不同尿素濃度的水溶液有不同結(jié)晶溫度， 40%(重量 )尿素水溶液結(jié)晶溫度約 2℃、50%(重量 )尿素水溶液結(jié)晶溫度約 18℃。腐蝕銅、黃銅、青銅、鋁、鋼、錫、鋅及其合金等等。與鹵素、氧化汞、氧化銀接觸會(huì)形成對(duì)震動(dòng)敏感的化合物。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。 10%＜含氨≤ 35%的氨溶液，危險(xiǎn)貨物編號(hào)為 82503；用于脫硝的還原劑通常采用 20%～ 25%濃度的氨水。氨溶液：含氨＞ 50%的氨溶液，危險(xiǎn)貨物編號(hào)為 23003。氨 蒸氣與空氣混合物爆炸極限 16～ 25%(最易引燃濃度 17%)和遇高溫(93C 以上 )時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)，氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險(xiǎn)性更高。無色氣體 ,有刺激性惡臭味。目前，世界上脫硝系 統(tǒng)最常用的還原劑有三種：液氨、氨水和尿素。本工程環(huán)評(píng)于 20xx 年 8 月，由 河北省環(huán)保廳 批復(fù)。 (2) 公路運(yùn)輸條件 是京建、津圍公路的必經(jīng)之路，距離京、津、唐、承均在兩小時(shí)車程之內(nèi)。其中柳河最長，源于興隆縣西南六里坪 山東 葉品，在本縣柳 河口 注入灤河。興隆河流較多，多源于縣內(nèi)中部山地，呈輻射狀向鄰縣分流。年際變化大，地區(qū)差異大，降水由北向南遞增，東西走向的山脈迎風(fēng)坡降水較多，背風(fēng)坡降水少。縣境多山，氣溫垂直變化明顯。縣政府駐地興隆鎮(zhèn)距首都北京140 公里，距省會(huì)石家莊 373 公里，距承德市 110 公里。全縣疆界為 3000 多平方公里。 興隆鵬生熱力 有限公司熱電廠參加人員名單 姓名 職務(wù) /專業(yè) 職稱 姓名 職務(wù) /專業(yè) 職稱 本項(xiàng)目可研編制階段 河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司 參加人員名單 姓名 職務(wù) /專業(yè) 職稱 姓名 職務(wù) /專業(yè) 職稱 郭娟寶 工藝設(shè)計(jì) 助 工 張立剛 電氣主工 工程師 2 熱電廠概況 廠址與電廠建設(shè)概況 廠址位置 興隆縣地處 河北省 東北部，承德市南部， 長城 北側(cè)。 20xx 年 4 月 20 日，完成低氮燃燒系統(tǒng)改造及脫硝改造工程可行性研究報(bào)