Применение технологии денитрификации дымовых газов в металлургической промышленности: сравнение технологий SCR и SNCR

Металлургическая отрасль черной металлургии является важной частью национальной экономики, обеспечивая незаменимую материальную основу для жизни страны и ее народа. Однако с постоянным ростом производства чугуна и стали проблема выброса отходящих газов становится все более серьезной. Отходящие газы, образующиеся в процессе производства стали, в определенной степени загрязняют атмосферную среду. Среди них оксиды азота (NOx) являются одним из основных загрязнителей, которые наносят вред здоровью человека и экологической обстановке. Поэтому очистка отходящих газов в металлургической промышленности особенно важна. Технология денитрификации дымовых газов является одним из эффективных средств борьбы с NOx в отходящих газах металлургической промышленности, технология селективного каталитического восстановления (SCR) и селективного некаталитического восстановления (SNCR) в настоящее время является основной из двух технологий денитрификации, которые играют ключевую роль в металлургической промышленности в обработке отходящих газов.

Обзор технологии денитрификации дымовых газов

Технология денитрификации дымовых газов - это процесс преобразования оксидов азота в отходящих газах в безвредные вещества с помощью химических реакций или физических методов. В соответствии с различными принципами обработки, технологии денитрификации дымовых газов можно разделить на три категории: сухие, полусухие и мокрые. Среди них сухая денитрификация в основном использует катализаторы для стимулирования реакции между NOx и восстановителями (например, аммиаком, мочевиной и т.д.); полусухая денитрификация добавляет соответствующее количество воды на основе сухого метода для повышения эффективности реакции; а мокрая денитрификация заключается в преобразовании NOx в безвредные вещества посредством реакции в жидкой фазе.

Технология селективной каталитической нейтрализации (SCR)

l Принцип

Технология SCR подразумевает использование восстановителей, таких как аммиак (NH3), вступающих в селективную химическую реакцию с NOx под действием катализатора с образованием безвредного азота (N2) и воды (H2O). Присутствие катализатора снижает температуру реакции и увеличивает скорость реакции, что приводит к значительному повышению эффективности денитрификации.

lПрименение

В металлургической промышленности технология SCR обычно применяется для обработки высокотемпературных, высокопыльных, высокосернистых выхлопных газов. Поскольку к катализатору предъявляются определенные требования по температуре и содержанию пыли, необходима предварительная обработка выхлопных газов, например, охлаждение и удаление пыли. Кроме того, технология SCR может быть объединена с технологией сероочистки для достижения комплексной очистки от серы и денитрификации.

l Особенности

(1) Высокая эффективность денитрификации: при подходящих условиях реакции эффективность денитрификации по технологии SCR может достигать более 90 %.

(2) Повышенные требования к условиям выхлопных газов: на активность и срок службы катализатора влияют температура, содержание пыли и другие факторы, поэтому требуется строгая предварительная обработка выхлопных газов.

(3) Более высокие инвестиционные и эксплуатационные расходы: необходимость использования катализаторов и восстановителей, а также сложность конструкции оборудования, что приводит к относительно высоким инвестиционным и эксплуатационным расходам.

Технология селективного некаталитического восстановления (SNCR)

Принцип

Технология SNCR подразумевает использование восстановителей, таких как мочевина или аммиак, для селективной химической реакции с NOx с образованием безвредного азота и воды без катализатора. Реакция обычно протекает в условиях высокой температуры, поэтому ее также называют технологией высокотемпературной денитрификации.

lПрименение

В металлургической промышленности технология SNCR подходит для обработки отработанных газов низкой и средней температуры. Поскольку катализатор не требуется, температура и содержание пыли в выхлопных газах относительно низкие. Технология SNCR обычно сочетается с выхлопной системой котлов, нагревателей и другого оборудования для реализации денитрификационной обработки выхлопных газов.

lFeatures

(1) Умеренная эффективность денитрификации: при подходящих условиях реакции эффективность денитрификации по технологии SNCR может достигать 60-80 %.

(2) Более низкие требования к условиям выхлопных газов: из-за отсутствия катализатора температура и содержание пыли в выхлопных газах относительно низкие.

(3) Более низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы: поскольку нет необходимости в использовании катализатора и сложной конструкции оборудования, это приводит к относительно низким инвестиционным и эксплуатационным расходам.

Сравнение технологий SCR и SNCR

l эффективность денитрификации: эффективность денитрификации по технологии SCR выше, чем по технологии SNCR, первая может достигать более 90%, вторая - 60% -80%.

l по требованиям к условиям выхлопных газов: технология SCR по температуре выхлопных газов и содержанию пыли предъявляет более высокие требования, требуется строгая предварительная обработка; а технология SNCR по условиям выхлопных газов требует меньше.

l Инвестиционные и эксплуатационные расходы: Инвестиционные и эксплуатационные расходы по технологии SCR выше, чем по технологии SNCR, в основном из-за использования катализаторов и восстановителей и сложной структуры оборудования.

Сфера применения: технология SCR подходит для обработки высокотемпературных, высокопыльных и высокосернистых выхлопных газов; в то время как технология SNCR подходит для обработки низко- и среднетемпературных выхлопных газов.

Технология SCR обладает такими характеристиками, как зрелая технология, высокая эффективность денитрификации, стабильная работа, отсутствие вторичного загрязнения и т.д. Технология SCR обычно выбирается, когда эффективность денитрификации должна быть более 70%. Эффективность денитрификации по технологии SCR может быть более 90%.

Эффективность денитрификации SNCR в пылеугольной топке обычно составляет 40~50%, а эффективность денитрификации в циркулирующем кипящем слое обычно составляет 50~70%.