烟尘治理技术的方法和原理(燃煤烟气污染怎么治理？主流技术全在这里，快来看看吧)

Posted 2023-06-02

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烟尘治理技术的方法和原理(燃煤烟气污染怎么治理？主流技术全在这里，快来看看吧)

燃煤烟气是二氧化硫和氮氧化物的最主要来源，对生态环境影响极大。火电厂作为主要的氮氧化物排放源，需要采用有效的脱硝方法减少NOx的排放。燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO₂及微量N₂O组成，其中NO含量超过90%，NO₂约占5~10%，N₂O只有1%左右。

NOx理论上有三条生成途径：

一是燃料型NOx，燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成，所占NOx比例超过80~90%;

二是热力型NOx，助燃空气中的N₂在燃烧后期1300℃以上的温度下被氧化而成;

三是瞬态型NOx，由分子氮在火焰前沿的早期阶段生成，所占NOx比例很小。目前，NOx控制技术主要有炉内低氮燃烧技术和炉外烟气脱硝技术两种。

炉内低氮燃烧技术

由NOx的形成条件可知，对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过剩空气量。因此，通过控制燃烧区域的温度和空气量，可达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。

CFB属于低温燃烧(一般将料层温度控制在850℃-950℃之间)，NOx排放浓度一般低于煤粉炉。一般在CFB低温燃烧条件下，温度每降低10℃，NOx的排放量平均减少20mg/m3。因此，降低料床温度是降低CFB氮氧化物排放浓度根本保证。

一般可以通过二次风重新布局、低氧运行模式、增设烟气再循环和提高循环灰分离效率、给煤方式的改造等方式控制CFB来料床温度，从而达到减少NOx的排放量的目的。

炉外烟气脱硝技术

炉外烟气脱硝技术主要有以下两种：选择性催化还原(SCR)技术，选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝。

选择性催化还原(SCR)技术

SCR技术原理是把还原剂喷入锅炉下游300~400℃的烟道内，在催化剂作用下，将烟气中NOx还原成无害的N₂和H₂O。脱硝效率可以高达95%，是一种成熟的深度烟气氮氧化物后处理技术，无论是新建机组还是在役机组改造，绝大部分煤粉锅炉都可以安装SCR装置。

受制于锅炉烟气参数、飞灰特性及空间布置等因素的影响，根据反应器的布置位置，SCR工艺可分为高灰型、低灰型和尾部型等三种：

高灰型SCR是主流布置，工作环境相对恶劣，催化剂活性惰化较快，但烟气温度合适(300~400℃)，经济性最高;

低灰型SCR与尾部型SCR的选择，主要是为了净化催化剂运行的烟气条件或者是受到布置空间的限制，由于需将烟气加热到300℃以上，只适合于特定环境。目前，大部分机组安装了SCR装置，均采用高灰型布置工艺。

高灰型SCR脱硝系统可分为催化剂系统、还原剂系统、吹灰系统、氨喷射系统、SCR反应器系统等。

选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝

SNCR技术是将氨基还原剂(如氨气、氨水、尿素)溶解稀释到10%以下，利用机械式喷枪将还原剂溶液雾化成液滴喷入炉膛，热解生成气态NH₃(以液氨为还原剂的SNCR系统喷入炉膛的是气相氨，不需热解)，在850~1250℃温度区域(通常为锅炉对流换热区)和没有催化剂的条件下，NH₃与NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx还原成N₂与H₂O。

SNCR工艺比较简洁，也是十分成熟的脱硝技术，相对SCR而言，脱硝效率偏低。但是，由于它的低投资和低运行成本，特别适合小容量锅炉的使用。