近年来,良多省市提出了垃圾燃烧烟气排放的地标央求,糊口垃圾燃烧项目集体面对NOx提标改造的题目。
本文正在论说活性焦的特点、脱硝道理与脱硝作用的根底上,深远阐发活性焦脱硝工艺正在垃圾燃烧规模的可行性,并从本事与经济角度,将活性焦脱硝工艺与常用的深度脱硝工艺SCR和PNCR工艺举行比较阐发。
经济阐发的结果证明,活性焦脱硝工艺的吨垃圾运转本钱比SCR工艺低约 25%,比PNCR低约15%。活性焦脱硝的投资运转总本钱比PNCR高,静态总本钱高约20%,动态总本钱高约12%;但比SCR低,静态与动态总本钱均低约 6%。
近年来,我国多地糊口垃圾燃烧行业烟气排放圭表连接提升,如河北、河南、福修等地。多地地标中,关于氮氧化物的排放圭表均比国标有所提升。我国糊口垃圾燃烧老例烟气照料工艺重要为“采选性非催化还原SNCR+半干法脱酸 + 干法脱酸 + 活性炭喷射 + 布袋除尘器”,此中,脱硝工艺仅为SNCR,即可到达GB184852014《糊口垃圾燃烧污染管造圭表 》的央求,但基础无法到达地标央求。以是,糊口垃圾燃烧项目集体面对NOx照料体系亟需提标改造的题目 ,常用改造本事为正在 SNCR的根底上,叠加采选性催化还原SCR本事或者高分子脱硝本事PNCR。然而SCR本事的投资与运转用度较高,运转费约为SNCR的4 ~ 5倍,且其催化剂容易中毒。
糊口垃圾燃烧深度脱硝时,采用中温或者低温 SCR工艺,其运转温度约为240 和180℃。SCR常扶植于布袋除尘器后端,而布袋除尘器出口处烟气温度仅为150 ℃,以是,需采用蒸汽将布袋除尘器出口烟气温度加热至180~240℃活性碳,才略满意低温或者中温SCR催化剂对运转温度的央求,导致能耗高,形成多量蒸汽浪掷,下降了糊口垃圾燃烧电厂的发电量。
PNCR本事工程行使时,固然经济性优于SCR 本事,但管造氨逃逸的难度较高,阻滞率高,对运转操作职员的央求高。综上,糊口垃圾燃烧行业需接续索求本事牢靠活性碳、运转牢固,且尤其经济的深度脱硝工艺。
活性焦脱硝工艺目前常行使于焦炭、钢铁等行业的烟气脱硝照料中。活性焦代价低易得,且不易中毒,其最优运转温度为与糊口垃圾燃烧老例烟气照料工艺出口温度迫近,无需对布袋除尘器出口烟气举行升温或者降温,即可直接进入活性焦脱硝工艺进一步脱硝,其正在脱硝的同时,还具备去除重金属与二噁英的才能。现有报道中,鲜见其正在糊口垃圾燃烧规模中的工程行使,咨询将从本事完美电竞、经济等规模多视角地深远切磋其正在糊口垃圾燃烧烟气照料规模行使的可行性。
活性焦自身由煤炭造备而成,拥有肯定的浅化活性,可正在脱硝反响中行动碳基催化剂;其它,活性焦还拥有肯定的强度与耐磨性,可正在现实工程中举行行使。
活性焦的脱硝道理重若是烟气中的NOx与H2O,O2正在活性焦的催化用意下反响天生HNO2,其再与参预反响器中的脱硝剂NH3反响天生NH4NO2。然而,NH4NO2的化学性子不牢固, 正在活性焦的催化用意下易判辨为N2和H2O,从而告竣对烟气中NOx的脱除。
CHEN Y等的咨询证明正在150~210℃下,负载有MNOx的活性焦脱硝率高于 90%。付亚利等咨询出现正在200~260℃时,活性焦脱硝率可达99%。解炜等咨询60万t/a 焦炉,其烟心胸为14万m3/h,填装了650t(1000 m3)的活性焦,脱硝作用为89. 9%。
以是,活性焦脱硝作用正在表面上可能到达 99%以上,正在工程上可到达 90%足下。钢铁行业发生的烟气组分与糊口垃圾行业的烟气组分相同, 重要污染物为SO2等酸性污染物、NO与NO2为主的 NOx、颗粒物。而糊口垃圾燃烧行业关于深度脱硝的作用央求仅正在50%足下,远低于钢铁行业。且我国多地对钢铁行业的排放央求为超净排,对 NOx的圭表比糊口垃圾燃烧行业更为厉苛。以是,正在糊口垃圾燃烧行业行使活性焦脱硝工艺行动深度脱硝工艺,可能到达地标关于NOx的排放央求。
糊口垃圾烟气净化组合工艺流程为“SNCR+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭喷射 + 袋式除尘器+活性焦脱硝”。除尘器出口烟气进入活性焦脱硝反响器时,入口烟气SO2质料浓度约为50mg/m3,因为活性焦对SO2有吸附用意,以是活性焦正在反响器内需不断以较低的速率轮回,约为0.1t/h。吸附SO2后的活性焦采用蒸汽或者电为热源举行再生后送回活性焦反响器,再临盆生的废气搜集后输送回烟气净化入口处。活性焦脱硝工艺示见舆图 1。
PNCR是将高分子脱硝剂喷射正在汽锅的高温区中,通过合理扶植喷射地位、喷射流速与角度,使高分子脱硝剂与烟气或许足够接触,高分子脱硝剂正在高温下开释出NH3,与NOx反响天生N2。然而为保护与烟气的足够接触,会采用较高的投药系数,以是,开释出的NH3无法统统与NOx反响,容易酿成“氨逃逸”的局面,导致NH3排放量超标。
SCR重若是正在催化剂的用意下,使得还原剂(糊口垃圾燃烧行业中为尿素溶液或者稀氨水)与烟气中的 NOx反响天生NH3。糊口垃圾燃烧规模中,SCR重要采用低温(反响温度约为180 ℃)或中温(反响温度约为240 ℃)催化剂。催化剂以钒钛钨类氧化物为主,代价高贵完美电竞,且烟气中的酸性污染物SO2容易以致催化剂中毒失效,以是,关于进入SCR体系的烟气中SO2含量有较高的央求活性碳。低温催化剂对SO2更为敏锐,大大都低温催化剂对SCR入口烟气中SO2的耐受上限为60mg/m3, 高于GB184852014《糊口垃圾燃烧污染管造圭表》中的排放圭表完美电竞,以是,SCR对其前序脱酸工艺有比国标更高的SO2脱除央求,添加了脱酸本钱。
活性焦脱硝与SCR脱硝工艺较为近似,均是正在催化剂的用意下,通过还原剂将 NOx还原。两者的重要分别正在于催化剂的差别, 活性焦脱硝工艺为直接以活性焦行动催化剂。活性焦脱硝最佳反响温度为110~180 ℃。钢铁等工程行业中采用的活性焦脱硝反响温度为140~150 ℃,这与布袋除尘器出口烟气温度邻近,以是可能可是程烟气升温流程完美电竞,直接正在布袋除尘器后行使。
活性焦脱硝反响器对HCl较为敏锐,但因为前序工艺采用“半干法+干法”的组合脱酸工艺,对HCl的脱除作用较高,到达95%以上,以是,布袋除尘器出口烟气中的HCl 浓度可能满意活性焦脱硝的需求完美电竞。活性焦脱硝、SCR与PNCR 工艺比较见表 1。
以单台燃烧炉糊口垃圾照料量为750t/d,烟心胸为150000m3/h, 采用SNCR 根底上的深度脱硝(将烟气中的NOx质料浓度从200mg/m3降至100mg/m3),以采用氨水为还原剂为例,对3种深度脱硝工艺的投资与运转本钱举行阐发。
糊口垃圾燃烧行业中,活性焦脱硝的空速值为400~500h-1。依照500h-1筹算,必要的活性焦为150000/500 =300(m3)。活性焦脱硝可能多模块正在高度前举行叠加,有用塔高为30m时,修造高度全部与半干法反响塔近似,约37m,活性焦脱硝体系占地约为15m2。
活性焦脱硝修造含有活性焦再生体系、 活性焦轮回体系、再生烟气搜集与回流体系。全部修造初始投资约为2300万元。琢磨到糊口垃圾燃烧项目特许谋划限期普通为30年,此中创办期约为2年。活性焦脱硝的运转本钱以及琢磨通盘人命周期下的静态和动态总本钱的筹算结果见表 2。
由表2可能看出,运转用度中,占比最高的为引风机添加电耗,占比29%;其次为还原剂耗用度度,占比26%;电费、催化剂再生所需能源用度各占比20%,共计 40%。
活性焦脱硝与SCR、PNCR的投资运转用度比较情状见表3。从表3可能看出,工艺采选对吨垃圾运转费的影响较大。采用活性焦脱硝工艺时活性碳,吨垃圾运转本钱显明低于SCR工艺和PNCR工艺,比SCR工艺低25%足下,比PNCR低15%足下。
活性焦工艺的修造投资最高,其投资运转本钱比PNCR高,静态总本钱高约 20%,动态总本钱高约12%,但PNCR所用的高分子脱硝剂,属于专利产物,供应商的议价权较大,本钱管造的危急高。与SCR比拟,活性焦脱硝的投资运转静态总本钱约莫低6%,动态总本钱约莫也低6%。以是,活性焦工艺正在糊口垃圾燃烧规模正在经济上具备行使可行性。
(1)活性焦脱硝工艺正在糊口垃圾燃烧规模可能行动深度脱硝工艺,烟气净化组合工艺为“SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+袋式除尘器+活性焦脱硝”。活性焦代价低廉,容易获取,且阻挠易中毒,可加热再生,行使寿命长,同时具备肯定的二噁英及重金属的吸附脱除用意,可下降粉末活性炭的喷射量。
(2)以750 t/d周围的单条燃烧线/h 为例。经筹算,活性焦脱硝工艺的吨垃圾运转本钱显明低于SCR及PNCR 工艺,较SCR工艺低 25%,较PNCR低15%。30年全人命周期阐发结果证明,活性焦脱硝的投资运转总本钱比 PNCR高,静态总本钱高20%,动态总本钱高12%;活性焦脱硝的投资运转总本钱比SCR低,静态和动态总本钱均低 6%。(3)活性焦脱硝行动深度脱硝工艺行使正在糊口垃圾燃烧规模时,必要贯注以下几点:
①烟气中的水蒸气含量对活性焦脱硝作用的影响较大完美电竞,提倡水蒸气含量管造正在 12%以下;②活性焦拥有易爆性,以是,必要 N2掩护装备,必要为活性焦脱硝修造独立装备造 N2站或表接N2③活性焦拥有易爆性,提倡概略量的活性焦烟气净化塔露天扶植活性碳。
现就职中城情况第一职业部,博士,高级工程师,注册讨论工程师,注册环保工程师。重要从事固体烧毁物照料方面的科研、讨论和安排做事,先后承当和列入工程讨论与安排项目40余项,多个项目获取省市级勘测安排和讨论奖;担任和列入多项国度课题和企业课题,获取10余项专利授权,揭橥多篇论文。原文题目:经济上是否划算?活性焦脱硝工艺行使于垃圾燃烧规模经济上是否划算完美电竞?活性焦脱硝工艺使用于垃圾点火规模