危險廢物焚燒NOx超低排放技術分析

1、危險廢物焚燒NOx超低排放技術分析摘要：針對危險廢物焚燒項L1單一采用SNCR脫硝工藝、0x排放值難以滿 足超低排放標準的情況，提出采用“SNCR+低溫SCR脫硝和“SNCR+臭氧脫硝兩種 丄藝方案對現(xiàn)有的危廢焚燒煙氣處理系統(tǒng)進行NOx超低排放改造.通過技術經濟 分析，擬推薦將“SNCR+臭氧脫硝工藝作為危廢焚燒項LI NOx超低排放改造的優(yōu) 先選擇。危險廢物是指列入國家危險廢物名錄或者根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標 準和鑒別方法認定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性和感染性等一種或一種 以上危險特性，以及不排除具有以上危險特性的固體廢物。U前國內普遍采用焚 燒法對危險廢物進行處理，回轉窯以其處

2、理種類廣、適應性強、焚燒較徹底等優(yōu) 點而成為焚燒法處理危險廢物的主要爐型。危險廢物焚燒產生的煙氣中含有較多的NOx, 0x與S02是造成大氣污染和 產生酸雨的主要原因。隨著國家環(huán)保要求的日趨嚴格，許多地方政府也逐漸提高 了地方的環(huán)保要求。對于危險廢物焚燒項II,已有地區(qū)出臺了比GB 18484-2001 危險廢物焚燒污染控制標準更加嚴格的排放標準，例如山東省要求：在污染 物重點控制區(qū)NOx1 KN)鎬爐出口溫度55()急冷塔出口溫度代 ：200布袋出口溫度/T;180預冷塔出口煙溫/弋1(X)脫酸塔出口溫度rt70Nd原始生成濃度/nig-m-3伽鍋爐出口度血曠屮3()0N0e排放目標/nig

3、m1002改進工藝方案介紹H前，市場上主流的脫硝工藝包括SNCR、SCR、臭氧脫硝、煙氣再循環(huán)、低 氮燃燒等。鑒于危廢項LI煙氣成分的復雜性及酸性氣體成分較高，采用單一的 脫硝工藝難以滿足0x超低排放的要求，因此，需考慮采用組合工藝。結合目 前危廢項LI主流工藝的特點，擬推薦采用“SNCR+低溫SCR脫硝”或“SCR+臭 氧脫硝”進行提標改造。下面對兩種改造工藝進行介紹，并對比分析。2. 1 SNCR+低溫SCR脫硝工藝選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術是LI詢世界上脫硝效率最高、最有效的 方法。參考在燃煤電廠當中已有實例的SCR脫硝工藝，其脫硝效率能達到80% 90%,采用“SNCR+SCR

4、”組合工藝，其脫硝效率可達到90%95%o按照溫度劃分, SCR分為高溫型（300400 C）和低溫型（180250 C ）。為避免二惡英的再 合成，危廢焚燒項目設置急冷塔，在Is內將煙氣溫度111 500 C降低至200 C, 因此，危廢項口只能采用低溫SCR脫硝工藝。其具體的工藝流程如圖1所示，SCR脫硝工藝的主要原理是在催化劑的作用 下利用還原劑有選擇性地將煙氣當中的0x (主要是NO)反應生成2和H20。 SCR脫硝工藝當中發(fā)生的主要反應是：4N0+4NH3+02f 4N2+6H2O (1)2NO2+4NH3+O2-3N2+6H2O (2)SCR具有使S02轉化成S03的催化作用，S0

5、3與SCR脫硝過程中未反應的 氨反應生成硫酸氫鍍。硫酸氫鞍是一種黏性很強的物質，會對催化劑床層和換熱 器造成極大危害，進而嚴重影響其使用壽命、增加運行成本。因此，一般在濕法 脫酸塔后布置SCR脫硝裝置。為滿足SCR脫硝的溫度窗口，需使用燃燒器將煙 溫山70 C加熱到180 C以上，同時向SCR脫硝裝置內噴入氨水。若進行SCR改 造，需要新增加SCR脫硝裝置、氨水儲罐及輸送管線、燃燒器及燃料管道等。2. 2 SNCR+臭氧脫硝工藝臭氧脫硝工藝，區(qū)別于傳統(tǒng)的SCR和SNCR,其原理主要是利用臭氧的強氧 化性將危廢焚燒過程中產生的XOx氧化成N20312。隨后利用煙氣處理流程當中 的濕式脫酸塔吸收氧

6、化后的氣體，再經脫酸過程將煙氣當中的NOx脫除。因此, 臭氧脫硝后必須要有濕式脫酸塔。SNCK+臭紙腕硝工藝涼程民其具體的工藝煙氣處理工藝如圖2所示，臭氧脫硝工藝中發(fā)生的主要反應 是:N0+03-N02+02(3)N02+03-N03+02(4)N02+N03N203(5)經臭氧脫硝后反應生成的HN03再經過濕式脫酸塔中的N&OH溶液吸收，實 現(xiàn)0x的最終脫除。其中發(fā)生的主要反應是：N2O5+H2O-2HNO3 (6)HNO3+NaOH-NaNO3+H2O (7)與CO、SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，這就使得NOx的臭氧氧 化具有很高的選擇性。因為氣相中的0x被轉化成溶于水溶液的離

7、子化合物， 這就使得氧化反應更加完全，從而不可逆地脫除了 0x,而不產生二次污染。 目前已有的研究成果中，在100150 C條件下，臭氧脫硝工藝可以實現(xiàn)90% 以上的NOx脫除，兩種工藝結合的綜合脫硝效率達到9概以上。若進行“SNCR+臭氧脫硝” 1：藝改造，需要新建一套臭氧脫硝裝置，主要設 備包括液氧系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、氮氣補加系統(tǒng)、臭氧輸送分 布系統(tǒng)、洗滌吸收系統(tǒng)、分析儀表、電氣系統(tǒng)。因臭氧發(fā)生器在工作中將產生大 量熱量，而臭氧發(fā)生器的工作溫度應小于30 C,故需要設置冷卻水循環(huán)系統(tǒng)降 溫。2.3技術與經濟對比分析以上對兩種改造方案進行了介紹，現(xiàn)場均具備改造條件。兩種工藝改

8、造的 技術與經濟分析見表2。耒2枝術與經濟對比分折項目SNCR+低iSSCRSNCR+莫臥脫硝改造項目SCR脫硝裝且、氨水涪建及榆遠管線、 譙燒器川燃料管iS尋液牡系統(tǒng)、央氣發(fā)生系烷、冷卻雄環(huán)水系統(tǒng)、 氮氣補加系蔬、臭氧愉送分布系統(tǒng)等塚合般泊效奉僚)90-9595以上N() 幷放值Aiig-m*3304030_圾脫弟反應溫皮/1180-250KKM50運行成木丿萬元/J 14(主要包奈馬料,氮水/尿素、僱化劑等)-108(主要為貝軋制備成木)改楚總毀資/萬元5003803結語從轉化效率來說，“SNCR+低溫SCR脫硝工藝”和“SNCR+臭氧脫硝工藝”兩 種丄藝均能滿足危廢焚燒項U超低排放的要求。但是考慮到若是進一步提高煙氣 排放標準，臭氧脫硝工藝會具有更高的優(yōu)勢。從改造難度方面考慮，增加SCR 脫硝工藝需要對煙氣處理系統(tǒng)進行較大的改造，而使用臭氧脫硝丄藝對于原本 的煙氣處理系統(tǒng)的改進較小，不會對危廢焚燒項LI的運行產生較大影響。從改 造成本和運行成本來看，臭氧脫硝無疑具有更大的優(yōu)勢。從技術成熟性上分析， U前的低溫SCR脫硝技術已經在某些