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脱硝技术论文(合集7篇)

时间:2023-04-21 18:54:11
脱硝技术论文

脱硝技术论文第1篇

液氨是一种有毒、易燃的化学危险品,具有腐蚀性和挥发性,作业场所最高允许浓度为30mg/m3,与空气混合可形成爆炸性混合物,其爆炸上限为27.0%、下限为15.5%。泄漏时可导致中毒,对眼、黏膜和皮肤有刺激性,有烧伤危险。按照《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)标准规定氨临界储存量大于10t就构成了重大危险源。此外,由于液氨通常在带压状态下操作,其运输、贮存和安全注意事项应满足《石油化工储运系统罐区设计规程》(SH3007-1999)及《液体无水氨》(GB526-1988)规定。卸液氨用软管应满足《输送无水氨用橡胶软管和软管组合件规范》(GB16591-1996)的要求。《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2006)关于储罐防火间距的要求,氨站应该距离生产厂房和生产设备20m,距离明火和散发火花地点25m,距离全厂重要设施30m,距离运输道路、厂围墙10m。《危险货物品名表》(GB12268-1990)氨为有毒气体。与液氨不同,尿素是一种稳定、无毒的固体物料,不存在爆炸危险、毒性危害和重大危险源等因素,其使用不会对人员和周围环境产生不良影响。尿素作为还原剂可被散装运输并长期储存,在运输、储存及安全距离、布置场地等方面无特殊要求,是一种理想的氨来源。

2经济比较

脱硝还原剂的成本主要包括两方面的费用:一是消耗还原剂的物料费用;二是运输费用。一般而言,制氨系统中液氨和尿素两种方法物料消耗量比为1∶1.76。按照目前液氨3300元/t,尿素2000元/t计算,两者费用相差不大。运输费用方面,本文不完全统计了19个使用液氨为还原剂的脱硝项目,发现液氨的运输距离一般都较远,50km以上的约占3/4,导致运输管理费用相对较高,但在10km以下的供应源也占到了3个,可见液氨的供应一般有两种形式:一是液氨需要通过较远距离的转运来获得,二是电厂本身就处于工业区,周围就有液氨的供应公司。尿素作为一般的农用肥料可就近购买,火车或汽车运输均可,供应源广泛,因而运输费用相对较低。在项目初投资、运行成本和电耗上,具体以我国某2×600MW级机组脱硝工程的各项费用比为例,可以发现:以液氨法为基准时,尿素水解和热解法的初期投资大概增加10%~20%左右,即尿素法制氨的单位千瓦投资较液氨高;液氨法在年运行成本和年电耗成本上费用最低。尿素水解由于部分系统和设备需要进口,因此初期投资较大,但能耗相对热解法为低。综上所述,虽然液氨制氨的原料成本较高,且在实际工程中液氨的储存必须考虑安全性,如需对操作人员进行安全培训、液氨安措管理费用投资等,但使用液氨时只需蒸发即可得到氨蒸汽,工艺相对简便,而尿素法必须要经过热解或水解才能得到氨蒸气,电耗和蒸汽耗量都较液氨大,且能耗所占比例大,因而液氨较尿素仍有较大的经济优势。

部分统计国内近3年的45个脱硝工程的还原剂选用情况,液氨30个、占66.7%,而尿素水解和热解分别为12个和3个,分别占26.7%和6.6%。其中,江苏地区的12个脱硝项目中的11个采用了液氨法。由此可见,目前国内尿素法制氨总体上仍相对较少,其中热解技术有较为成功的使用业绩并已实现部分设备的国产化,水解技术则大多依赖进口设备。针对上述情况,本文进一步对以液氨为还原剂的不同机组容量的改造脱硝项目情况做一比较,其中脱硝效率为80%,制备车间为2台机组公用(见表3)。从表3可知,一般情况下,脱硝还原剂消耗费用占年运行成本的比值基本上在10%~20%之间,且随机组容量的增大,脱硝消耗的还原剂费用和电耗也增大,但单位kW脱硝的投资费用呈递减关系。进一步不完全统计了不同机组容量的16个脱硝项目,统计结果见图2。由图可知单位千瓦脱硝投资随机组容量明显降低,两者呈负相关关系。

3结论与建议

脱硝技术论文第2篇

关键词:燃煤电厂;烟气脱硫脱硝技术;二氧化硫;氦氧化物;环境污染 文献标识码:A

中图分类号:X701 文章编号:1009-2374(2015)23-0088-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.045

随着我国工业化进程力度的加强,人们生活水平的提高,化工产业制造出的污染物相继增多。燃煤电厂排放的气体中包含一定的有毒物质,其含有的二氧化硫与氦氧化物这两种气体是造成酸雨的元凶,同时也是光化学烟雾现象产生的原因。长时间积累会造成人体伤害,威胁人们身体健康,对于人们生活环境存在潜在的隐患,对生态环境的破坏尤为严重,直接影响经济发展。有效地应对这一现象,并合理解决是当前亟需的目标,应加强我国能源与环保领域的解决力度。

1 燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究现状

1.1 联合脱硫脱硝技术分析

联合脱硫脱硝技术形式的应用是非常广泛的,在现阶段中,在世界领域中已逐渐成为应用趋势。之所以会被各领域认可,是因为在运用传统脱硫脱硝技术的基础上融合了选择性催化还原技术。传统的脱硫脱硝技术可以有效地排除烟气中的二氧化硫,而选择性催化还原技术可以排除氦氧化物,二者的融合不会产生排斥、不存在干扰、可以实现各自工作的状态,从而达到理想的需求效果。联合脱硫脱硝技术形式是采用湿技术集合了高性能石灰石、石膏烟气脱硫系统排除二氧化硫,并结合干技术形式的SCR技术将氦氧化物进行排除。联合脱硫脱硝技术的优势在于不管烟道入口处的二氧化硫与氦氧化物的浓度存在多高的状态,在其技术实施下,经过处理,可以将90%以上的二氧化硫有效排除、将80%的氦氧化物有效排除,达到理想效果。但是有利便有弊,其也存在一定的不足,在其进行处理的过程中会出现设备表面结垢现象,严重影响了脱硫脱硝的有效率,更严重者造成设备的阻塞与腐蚀,这种现象造成的影响最直接的就是GGH。

1.2 同时脱硫脱硝技术分析

联合脱硫脱硝技术固然存在一定的优点,可以有效地排除二氧化硫与氦氧化物,但是其占有一定的空间比例,在费用投资上表现较高,对于设备的操作较困难。因此,同时脱硫脱硝技术形式成为热门首选,受到广泛关注。但是,相对于联合脱硫脱硝技术其还处于研究阶段,在应用规模上远远落后于联合脱硫脱硝技术。同时脱硫脱硝技术是包括燃烧时与燃烧后两种形式的脱除技术,二者有不同的应用,后者的应用更为广泛,包括湿法和干法,具体成果为以下两种:

1.2.1 电子束照射法的研究。电子束照射法简称EBA法,技术形式在于运用含有电子能量值为800MeV-1MeV的电子束照射将其烟气中的二氧化硫与氦氧化物进行有效转化,通过转化变成硫酸铵与硝酸铵。这项技术的出现最早是在日本,经过多年的研究与应用发展,其技术形式在我国得到了广泛的推广。电子束照射法的优点在于运用电子加速器,通过电子加速器的运作产生高能等离子。这种高能氧离子可以有效氧化烟气中的二氧化硫与还氧化钠,确保了脱硫脱硝率。而且在运作过程中不会产生废水、废渣现象,相反,可以将其产生的副产品以及氦气反应转化为化肥,应用于农业生产。这项技术操作简单,可以在短时间内掌握操作要领,运行比较稳定,不存在设备阻塞与腐蚀的问题,处理过的烟气不需要进行二次处理,可以直接排放。

1.2.2 脉冲电晕等离子法研究。脉冲电晕等离子法是在20世纪80年代中期由专家Masuda与Mizunou联合提出来的,是根据电子束照射法原理而发展来的,其原理与电子束照射法大致相同,唯一的区别是脉冲电晕等离子法运用的是高压电源电晕放电的形式,以此来替代加速器电子束产生。脉冲电晕等离子法在运用中具有一定的应用过程,具体过程为:首先,脉冲在放电时会产生大量的高能电子、离子以及激发态粒子、氧化性能高的自由基等离子。在产生的这些元素中活性粒子的作用体现在其平均能量高于气体分子能量,从而在实施操作过程中与烟气有害分子相互碰撞,不仅可以有效打开气体分子键,而且还可以产生大量的臭氧,引起化学反应,实现废气转化;其次,在经过处理时活性粒子令电晕激活的二氧化硫以及氦氧化物的分子与其进行复杂的化学反应,其与自由基合二为一形成相应的酸雾,通过与水的融合形成酸,在这以后的处理中经过与添加的氨反应融合,形成铵盐。一旦铵盐形成以后就可以依据除尘器或布袋除尘设备进行有效收集,从而实现脱硫脱硝的目的。这项技术形式依据的设备简单,极易操作,费用投资比电子束照射法要低很多,消耗能量少,处理的产品能够作为肥料应用于农业生产,不存在二次污染现象。

2 燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术发展趋势

2.1 理论基础发展

在燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究的过程中,许多专家学者为了采取行之有效的技术形式作了具体的研究工作,并形成了相关的理论著作。而在脱硫脱硝技术方面对于理论基础发展研究显得尤为必要,必须依据理论基础研究形式展开,并且形成深入的研究形式。具体的理论基础研究如脱硫脱硝技术应用中存在的反应机理与反应动力学等,这两种理论基础为脱硫脱硝技术脱离实验室研究阶段,从而逐步走出实验室奠定了基础,并且在实现工业化进程阶段提供了充分的理论与坚实的依据,能够有效确保燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术的稳步发展。通过这样的历程,以更完美的方式展现了脱硫脱硝技术理论基础的发展趋势,为今后的研究提供了理论保障。

2.2 工作中的表现

对于燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术的发展不仅仅体现在理论基础上面,还表现在工作中。具体的工作内容依据完善的脱硫脱硝技术,可以有效地发挥其重要作用,从而解决燃煤电厂烟气排放造成的污染问题。当前形势下,国内外的许多专家、学者对于脱硫脱硝技术进行了具体的研究工作,而且做出了相应的总结。这些专家、学者认为,燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术主要体现在工作中,通过工作中的表现观察技术的可行性。鉴于此,在今后的脱硫脱硝技术研究过程中,研究人员要根据以往的研究结果展开新的研究方式,要加强研究湿法同时脱硫脱硝技术。通过湿法同时脱硫脱硝技术的有效研究,可以令其在研究领域向上迈进一大步,不仅如此,完善的研究工作还可以为燃煤电厂的锅炉技术改造提供保障,为其节约大量的资金,可以有效控制投资成本,降低对其投资的风险,从而避免浪费现象的发生。

2.3 结合国情

在当前形势下,我国的燃煤电厂建设力度逐渐提升,从而在各省市地区选择适合的地点实施燃煤电厂建设,以确保人们的应用。由于燃煤电厂建设力度的增加,电厂数量随之增加,在这样的情况下,其烟气产生的污染物将会越来越多,严重威胁着人们的健康。因此,选择合适的脱硫脱硝技术在燃煤电厂进行应用显得尤为重要。从另一个角度而言,对于任何一种烟气脱硫脱硝技术的研究,都要结合我国当前的国情,通过对国情的深入了解,从而实施研究工作。面对我国当今燃煤电厂的特点,应主要研发能够确保在中小锅炉使用的脱硫脱硝技术,可以实施应用较高效率、较低消耗量、容易操作的同时脱硫脱硝技术,从而确保燃煤电厂中烟气的有效排放,不构成环境威胁。

3 燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术未来工作重心及方向

燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术形式是多学科领域的综合体现,是包含多种形式的技术。在技术形成过程中,为了减少燃煤电厂烟气中的二氧化硫与氦氧化物的排放,造成大气污染,在研究过程中要加强燃烧技术的改进工作,从而抑制污染物的产生,同时还要加强对烟道中的二氧化硫与氦氧化物的烟气实施有效的净化处理。当前,燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术可以有效控制烟气中的二氧化硫与氦氧化物,并且能够将其进行净化处理,以保证无二次污染现象,这种方法是实现燃煤电厂烟气污染解决的有效途径。电子束照射法与脉冲等离子法的应用对于脱硫脱硝技术来说实现了快速的烟气净化处理,加快其研究步伐。这些技术形式与方法虽然存在很多优点,但是研究内容与应用还不完善,仍处于推广阶段,没有对我国国内的所有燃煤电厂予以全面的应用。所以,对于新型脱硫脱硝技术与设备的研发仍需加强,完善现有应用技术,从而开发出更为经济实惠、高效率、高性能、低价格的烟气脱硫脱硝技术是其科研人员对于未来工作的方向与工作重心。只有把握好工作方向,才会有针对性地进行研究,从而实现燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术的全面应用。

4 结语

本文在实施研究之前,提出燃煤电厂烟气存在的污染现象,含有的二氧化硫与氦氧化物严重影响生态平衡建设,需要相关部门尽快加以解决。在研究过程中,针对于燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术形式的特点将其作为治理污染的手段,将其研究现状进行具体分析,并阐述其发展趋势以及在未来发展的工作重心以及研究方向,从根本上解决燃煤电厂烟气污染现象,确保人们的生活环境处于健康、环保的状态,从而有效地发展燃煤电厂的建设,提升国家经济水平,促进社会发展。

参考文献

[1] 周立军.火电厂烟气脱硫脱硝技术[J].中外企业家,2014,1(33).

[2] 李一安.燃煤电厂脱硫工艺及工艺选择要素分析[J].资源节约与环保,2015,7(1).

脱硝技术论文第3篇

[关键词]脱硝;选型;效率

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0359-01

1 研究的背景

近年来,中国大部分区域污染态势越发严重,雾霾、酸雨现象常有发生,严重影响广大人民群众的日常生产生活。氮氧化物是诱发这一环境污染现象的罪魁祸首之一。2012年1月国家能源系统实施了《火电厂大气污染物排放标准》,明确规定,火电企业氮氧化物的排放浓度不准超过100mg/Nm3。

2 项目概述

丹东金山热电厂(2×300MW)新建工程是由中国华电集团沈阳金山能源有限公司依照《丹东市中心城区热电发展总体规划(2005―2020年)》在丹东市投资建设的大型热电联产项目。电厂一期建设2台300MW亚临界汽轮发电机组,规划容量4台300MW,并同步建设脱硝设施。

3 脱硝工艺设计原则

(1)采用当前技术成熟方法,符合国家环保排放标准。

(2)脱硝设计效率应大于80%。

(3)不设计烟气旁路。

(4)在锅炉省煤器与空预器中部布置反应器。

(5)吸收剂选择液氨。

(6)脱硝设备年利用小时按不小于6500小时考虑,投运时间按不小于7800小时考虑。

(7)脱硝装置可用率不小于98%。

(8)装置服务寿命为30年,大修期为6年[1]。

4 脱硝工艺的选型

目前全球电力生产脱硝技术主要分为两大类:即选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)烟气脱硝技术、选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)烟气脱硝技术[2]。

4.1 SNCR烟气脱硝

SNCR技术原理是在炉膛内布置机械式雾化喷枪,将例如氨气、氨水、尿素等溶液作为氨基还原剂,雾化后形成小液滴直喷进炉膛,热解后,还原剂生成气态NH3,在锅炉的对流换热区域,温度控制在950~1050℃,没有任何催化剂的条件下,NH3与NOX进行化学物理联合环境下的选择性非催化还原反应,将NOX还原成氮气和水。被压力环境下喷入炉膛的气态NH3,温度超过1050℃时,NH3被氧化成NOX,起主导作用的是氧化反应;当温度低于1050℃时,NH3与NOX的主要反应是还原反应,但反应速率相对较低,即氧化与还原反应跨界产生[3]。

在欧美地区SNCR技术相对来说广泛应用。较为先进的低氮燃烧技术被移植到这些锅炉中,炉膛出口NOX浓度约为280~450mg/Nm3,应用SNCR系统后,基本可达到180~265 mg/Nm3的氮氧化物的控制水平,基本满足投产时的控制要求,但不满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的NOX排放规定[4]。

4.2 混合型烟气脱硝(SNCR/SCR)

混合型SNCR/SCR技术是利用烟道型SCR将上游来的NH3与NOX反应完全,将SNCR与尾部SCR结合,SNCR承担脱硝和提供NH3的双重功能,提高脱硝效率,弥补SNCR系统效率偏低的弊端。具有以下特点:

1)场地空间适应性强,脱硝效率高,可达75%,当入口NOX浓度为400mg/Nm3,出口基本可控制在100mg/Nm3左右,完全符合NOX排放规定的要求。

2)根据催化剂的形式、用量及烟道布置不同,烟道阻力增加100~500Pa左右。

3)烟道型SCR不需要另外设喷氨装置,系统相对简约。

4)新型设计理念的烟道型SCR,采取垂直布置方式,与初期设计的SCR在水平烟道布置反应器相比,流速大大降低,减小了催化剂的磨损,延长了设备的使用寿命。

SNCR/SCR混合型脱硝技术具有全面兼顾、博取众长的技术特点,可作为脱硝技术选型的一个参考方向,符合特定环境,特殊考虑的应用范畴。新技术的革新与应用,使技术人员认识到,追求生产高效率同时,也要考虑经济性的重要因素。

4.3 SCR烟气脱硝

SCR技术是在烟道上加装一套反应装置,在省煤器下游区域按烟气含有NOX剂量喷射相适应剂量的氨气,反应环境温度为310~420℃之间,在催化剂作用下,烟气中NOX被还原,反应产物为无害的氮气和水。考虑到锅炉烟气含量、飞灰属性、空间区域布置等因素,SCR工艺可分为三种类型:高灰型、低灰型和尾部型。高灰型为目前常用设计选型,其设备布置范围及反应区域工作环境相对恶劣,烟尘大,催化剂的活性会较快发生惰化,由于310~400℃的烟气温度较为适合反应进行,故综合效率及经济性最高。

SCR是电站锅炉普遍采用的深度烟气脱硝技术,国内当前已建成、在建、拟建脱硝装置的新老机组约有400多台,均采用高灰型工艺。SCR技术特点如下:

1)脱硝效率相对较高,一般情况下可达到95%,NOX排放浓度符合国家环保标准,可控制在50mg/Nm3以下。

2)需要在烟温为310~420℃的空预器入口范围增加设计反应器,催化剂安装在反应器内,锅炉烟道阻力相应增加800-1200Pa左右,引风机需改型提高压头。

3)存在诸如产生反应副产品-硫酸氢氨,附着在空预器换热面上,可能导致空预器的堵塞,逃逸氨与SO3反应。通过精密自动控制化学理论量的加氨,可有效防止氨泄漏量,使生产副产品减少生成。

4)大量的还原剂-液氨是重大的危险源,尤其是超过40吨的储量,需要考虑氨区周边环境的安全防护距离,至少需要约3000m2的空闲环境。

5)通常催化剂每3-4年需检查更换一次,催化剂易磨损、堵塞、活性成分降低。

SCR烟气脱硝是成熟、可靠的技术,在国内外电站锅炉上得到了广泛的应用。当脱硝效率为95%时,NOX排放浓度可控制到50mg/Nm3以下,满足环保排放的要求。

5 结论

对上述三种脱硝工艺分析结果可知,SNCR工艺不满足NOX排放低于100mg/Nm3的要求,本项目不能采用此方案。

混合型SNCR/SCR工艺满足NOX排放低于100mg/Nm3的规定要求,但现阶段应用业绩及经验较少,且需要对锅炉本体进行改造,逃逸氨对省煤器等加热设备的腐蚀还有待进一步研究,暂不推荐此方案。

SCR工艺技术成熟,脱硝效率高,扩展余地大,适应本项目的综合技术要求。

丹东金山项目采用SCR烟气脱硝原理工艺,在锅炉尾部烟道省煤器出口,空气预热器入口区间段布置反应器,即高尘布置。每台机组设一套脱硝装置,每套脱硝装置设计两个SCR反应器。

自2012年9月15日,机组投产以来,锅炉脱硝系统未发生运行重大事故,脱硝总效率达到82%,高于设计指标参数,氨逃逸率小于3%。经大修期间停炉检查,催化剂模块外形齐备良好,本体未发现有破损、脱落,风孔无堵塞现象,系统内未形成严重积灰,脱硝系统符合锅炉尾部烟道配套设计,工艺选型及流动特性均符合现场生产要求,值得推广应用。

参考文献

[1] 黎景越.火电厂烟气脱硝技术的经济效益分析:[硕士学位论文].北京:华北电力大学.2013.

脱硝技术论文第4篇

关键词:硝化; 反硝化; 硝酸盐; 生物脱氮

Abstract: with the ammonia nitrogen into the "1025" during their total amount control index system, wastewater biodenitrification water pollution control has become one of the important research direction. But the traditional biological nitrogen use is nitrification, denitrifying process has many problems. This paper introduces the new type of denitrification theory and technique, such as nitration will control the stage, then based denitrification shortcut nitrification and denitrification. With the use of these new technology, new biological TuoDanJun agent use range also obtained fast expansion, its action also more and more important.

Keywords: nitration; Denitrification; Nitrate; biodenitrification

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

引言:

近些年来,随着生产的发展和生活水平的提高,日见频繁的水体富营养化已对污水处理技术提出了除氮的要求。在污水处理技术中,最常用的除氮技术为生物脱氮。传统生物脱氮技术已发展的比较成熟,但其弊端也日益显现,而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点污水中含有的氮多为有机氮和氨态氮。国内外学者对污水脱氮工程实践中暴露的问题进行了试验研究。开创了一些生物脱氮的新途径和方法,并由此开发出一些新型的脱氮工艺。目前世界上正进行的研究有短程硝化反硝化,同步硝化反硝化,厌氧氨氧化等脱氮工艺。

1.传统生物脱氮工艺及其存在的问题

一般而言,传统生物脱氮途径包括硝化和反硝化两个阶段,分别由硝化菌和反硝化菌完成。硝化反应是由一类化能自养好氧的硝化细菌完成,它包括两个步骤。第一步称为亚硝化过程,由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐。第二步称为硝化过程,由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐,反硝化作用是在厌氧或缺氧条件下反硝化菌把硝酸盐转化为氮气排出。碳传统生物脱氮工艺在废水脱氮方面起到了一定作用,但仍存在以下问题:(1)在低温冬季硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度,造成系统总水力停留时间长,有机负荷较低,增加了基建投资和运行费用;(2)硝化过程是在有氧条件下完成的,需要大量的能耗;(3)反硝化过程需要一定的有机物,废水中的;COD经过曝气有一大部分被去除 因此反硝化时往往要另外加入碳源,例如甲醇(4)系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果。必须同时进行污泥回流和硝化液回流 增加了动力消耗及运行费用;(5)抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长;(6)为中和硝化过程产生的酸度,需要加碱中和,增加了处理费用。

同时,最近研究表明,生物脱氮过程出现了一些超出人们传统认识的新发现。如硝化过程不仅由自养菌完成、某些异养菌也可以参与硝化作用、某些微生物在好氧条件下也可以进行反硝化作用、氨氧化也可以在厌氧条件下发生。这些现象的发现为水处理工作者设计处理工艺提供了新的理论和新的思路。

2.新型生物脱氮技术及脱氮菌剂的快速扩增

2.1短程硝化反硝化技术

一般来说, 生物脱氮需要经过硝化和反硝化两步。完全硝化反硝化是指污水中的氨氮在亚硝酸菌的作用下先转化成亚硝酸盐,生成的亚硝酸盐在硝酸菌的作用下进一步被氧化成硝酸盐。而反硝化过程则是以硝化产物硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体,在反硝化菌的作用下还原成气态氮脱去。可以看出,在生物脱氮过程中,亚硝酸盐扮演了一个重要的角色。它不仅是硝化反应的中间产物,而且它也可以替代硝酸盐作为反硝化过程中的电子受体进行脱氮。如果将氨氮的硝化控制在亚硝酸盐阶段,然后以亚硝酸盐为电子受体进行反硝化,就实现了短程硝化反硝化脱氮。与完全硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有更快的反硝化速率(亚硝酸根离子的反硝化速率通常比硝酸根离子高63%左右),反应时间的缩短使得反应器容积可减少30% ~ 40%左右;氨氮的亚硝酸化使曝气量减少25%左右,而在反硝化阶段又可减少40%左右的有机碳源,大大减少了能耗和运行成本;产泥量

也大大减少。由于废水生物处理反应器都是开放的非纯培养系统,控制硝化停止在亚硝酸盐阶段是实现短程生物脱氮的关键。传统硝化过程又是亚硝酸菌和硝酸

菌协同完成的。由于这两类细菌在开放的系统中形成较为紧密的互生关系。彼此相互作用而将氨氮氧化为硝酸盐,因此完全的亚硝酸化是十分困难的。短程硝化的标志是稳定且较高的亚硝酸盐的积累即亚硝化率较高(至少大于50%)。这种技术会大量用到反硝化菌这种新型生物脱氮菌剂。

影响亚硝酸盐积累的因素主要有温度、pH、氨浓度、氮负荷、DO、有害物质及泥龄等,但目前对各种影响因素的解释还不充分,认识有所不同,长久稳定的维持亚硝酸盐的积累还有待探索。

2.2同步硝化反硝化技术

一般认为硝化与反硝化反应不能同时发生,而近年来的发现却突破了这认识。好氧反硝化菌和异养硝化菌的发现以及好氧反硝化、异养硝化和自养反硝化研究的进展,奠定了SND生物脱氮的理论基础。在SND工艺中,硝化与反硝化在同一个反应器中同时完成,与传统生物脱氮工艺相比,SND工艺具有明显的优越性,主要表现在:(1)节省反应器体积;(2)缩短反应时间;(3)无需要酸碱中和。

目前,对SND 生物脱氮的机理还需进一步地加深认识与了解,但已初步形成了以下两种解释:即生物学解释和环境理论解释。

生物学的解释有别于传统理论。近年来,生物学的发展已经可以比较合理的解释好氧反硝化、 异养硝化、自养反硝化的现象。由于许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌,能够直接把氨氮转化成为最终气态产物逸出,因此,同步硝化反硝化生物脱氮成为可能。国内的李丛娜等采用SBR反应器,通过控制溶解氧,并对反应中的硝化产物进行全程跟踪分析, 得出了存在好氧反硝化菌的结论。但目前的研究结果只是间接地证明好氧反硝化菌的存在,纯种的好氧反硝化菌尚未分离出来。因此,有些学者提出了环境理论解释。

环境理论认为:从宏观来看,整个反应器处于完全均匀的混合状态是不可能的,由于曝气方式和曝气装置的不同,都可能在生物反应器内形成缺氧及厌氧区。如RBC、SBR反应器及氧化沟等。同一反应池内的缺氧区和好氧区为硝化和反硝化创造了条件。从微观环境来,由于氧扩散的限制,在微生物絮体内产生DO梯度从而导致微环境的SND发生。微生物絮体的外表面DO较高,以好氧硝化菌为主;深入絮体内部,氧传递受阻及外部氧的大量消耗,产生缺氧区,反硝化菌占优势。可见,微生物絮体内的缺氧环境是形成SND的重要原因,而缺氧环境的形成又有赖于水中DO浓度的高低以及微生物的絮体结构。因此,控制DO浓度及微生物絮体的结构对能否进行SND至关重要。

2.3ANAMMOX工艺

厌氧氨氧化工艺又称ANAMMOX 是荷兰Delft工业大学Kluyer生物技术实验室于20世纪末开发的一种生物脱氮新工艺。它是指在严格厌氧条件下,微生物直接以氨根离子为电子供体。以硝酸根离子或亚硝酸根离子为电子受体,将氨根离子、硝酸根离子或亚硝酸根离子转变成N2的生物氧化过程

ANAMMOX工艺完全突破了传统生物脱氮的基本概念。为利用生物法处理高氨、低BOD的废水找到了一条最优途径目前推测厌氧氨氧化有多种途径:羟氨和亚硝酸盐生成氧化氮的反应,而氧化氮可以进一步转化为氮气,氨被氧化为羟氨;氨和羟氨反应生成联氨,联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H],还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。

与传统的硝化反硝化脱氮工艺相比 ANAMMOX工艺具有以下特点:(1)需氧量低、运转费用低。(2)不需要外加碳源 由于实现ANAMMOX过程的微生物为自养菌,因而无需传统硝化反硝化工艺中反硝化菌(异养菌)所必需的碳源。(3)原水中无足够的亚硝酸根离子可供利用时需外加亚硝酸根离子。

结语:

随着生物脱氮新技术的发明和使用,不少工艺已经投入到实际生产中,并取得了较为理想的效果,但其中许多机理和理论还需进一步研究并丰富。与传统脱氮技术相比,生物脱氮新技术处理氨氮废水时具有明显的优势,但脱氮机理的研究大多数仍处在实验阶段,工艺有待进一步深入研究。由于脱氮理论研究的深入,新工艺层出不穷,各种工艺有机组合使用以达到更好的处理效果;新的填料和新的硝化细菌等的探索和研究也取得了一定的成果。

同时伴随着这些新工艺的发明和使用,新型生物脱氮菌剂的使用范围得到了大幅度的增加。随着生物学机理的深入揭示和相关学科的发展与渗透,生物脱氮技术已不仅仅是单一追求较高的NH4+―N去除率,而是向着这一简洁、高效、经济的方向发展,这是现在脱氮技术发展的趋势。

参考文献:

1.徐亚同.废水中氮磷处理[M].上海:华东师范大学出版社,1996

2.钱易、米祥友.现代废水处理新技术[M].北京:中国科学技术出版社,1993

脱硝技术论文第5篇

关键词:生物脱氮工艺 短程硝化反硝化 同时硝化反硝化 厌氧氨氧化

1.短程硝化反硝化

短程硝化反硝化生物脱氮(shortcut nitrification denitrification)是由荷兰Delft技术大学开发出来的脱氮新工艺[1-3]。其基本原理是将NH3-N氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化。反应方程式可表示为:

(2-15)

(2-16)

短程硝化反硝化的生物脱氮途径与传统硝化反硝化相比,在处理高浓度有机氮废水中具有潜在的优势:⑴短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮节省了25%的耗氧量;⑵在反硝化过程中是以有机碳源作为电子供体,短程硝化反硝化仅需传统硝化反硝化60%的有机碳源,节省了40%的碳源。理论上计算,传统硝化反硝化C/N为2.86:1,短程硝化反硝化C/N为1.71:1,即较低的C/N下就可以实现短程硝化反硝化反应;⑶缩短了反应历程,提高了脱氮效率。在好氧过程中短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮减少了由NO2--N氧化为NO3--N的过程,缩短了总的反应历程。另外,在短程硝化反硝化过程中由于省去了由NO3--N到NO2--N这一转化过程,反硝化碳源不再为硝酸盐还原菌优先利用,也不存在硝酸盐还原酶对亚硝酸盐还原酶的竞争性抑制,加速了脱氮效率。

2.同时硝化反硝化

同时硝化反硝化(simulataneous nitrification denitrification)工艺,简单地说,是在同一个反应器中同时实现硝化和反硝化。Munch.Elisabeth V等研究了SBR法中的同时硝化反硝化现象[4。G.Bertanza运用延时曝气法对废水处理过程中的同时硝化反硝化现象进行了三年的研究[5]。试验结果表明:处理系统中的氧化还原电位在120~180mv范围内(此时DO浓度均在1.5mg/L以下)同时硝化反硝化的处理效果最好,总氮去除率可达到60%~70%。

根据以上可知,同时硝化反硝化现象确实存在于多种废水处理工艺中。目前大多数学者认为其机理的探讨主要从微环境理论、微生物学和生物化学的角度来研究:

⑴从微环境角度来看,由于微生物个体形态非常微小,一般属μm级,影响生物的生存环境也是微小的。由于微生物种群结构、基质分布、代谢活动和生物化学反应的不均匀性,以及物质传递的变化等因素的相互作用,在活性污泥菌胶团和生物膜内部会存在多种多样的微环境类型。即使在好氧性微环境占主导地位的活性污泥系统中,也常常同时存在少量的微氧、缺氧、厌氧等状态的微环境。

⑵从生物学和生物化学角度来看,主要有两种观点存在:一种是Lloyd等及Robertson和Kuennen提出的好氧反硝化的概念,认为好氧反硝化菌和好氧反硝化酶系的存在导致了这种现象。目前已知的好氧反硝化菌有Pseudoonas、Spp、Alcaligensfaecalis、Thiosphaera、Pantotropha等[6],这些菌种为好氧反硝化的解释提供了生物学依据。另一种是Bock等提出的好氧反氨化的概念,即在有氧气限制的情况下,NH3-N直接转化为氮气。

同时硝化反硝化有以下优点[7]:⑴硝化过程中消耗碱度,反硝化过程中产生碱度,这样同时硝化反硝化能有效地保持反应器中pH值稳定,而且无需添加外碳源,考虑到硝化菌最适pH值范围很窄,仅为7.15~8.16,因此这一点是很重要的。⑵同时硝化反硝化意味着在同一反应器、相同的操作条件下,硝化和反硝化应能同时进行。如果能够保证在好氧池中一定效率的反硝化与硝化反应同时进行,那么对于连续运行的同时硝化反硝化工艺污水处理厂,可以省去缺氧池的费用,或至少减少反应池容积。对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲,同时硝化反硝化能够降低实现完全硝化反硝化所需的时间。同时硝化反硝化系统提供了今后降低投资并简化生物脱氮技术的可能性。然而,对于同时硝化反硝化的机理还缺乏深入的认识与了解,要使该项技术实用化还有大量研究工作有待完成。

3.厌氧氨氧化

1990年,荷兰Delft技术大学Kluyver生物技术实验室开发了ANAMMOX工艺。该工艺的特点是:在厌氧的条件下,以NO3?为电子受体,将NH3-N转化为氮气。最近研究表明NO3?是一个关键的电子受体。由于这类细菌是自养菌,因此不需要添加有机物来维持反硝化。试验研究发现:厌氧反应器中NH3-N浓度的降低与NO3?的去除存在一定的比例关系[8]。发生的反应可假定为:

(2-17)

ΔG=-297KJ/molNH4+

最近研究表明,NO2?也可以作为电子受体进行如下反应:

(2-18)

ΔG=-358KJ/molNH4+

根据化学热力学理论,上述反应的ΔG<0,说明反应可自发进行的。厌氧氨氧化过程的总反应是一个产生能量的反应,从理论上讲,可以提供能量供微生物生长。因此,可以假定厌氧反应器中存在微生物,它可以利用NH3-N作为电子供体还原NO3?-N,或者说它可以利用NO3?-N作为电子受体来氧化NH3-N。

从方程式2-17和2-18可以知道,该工艺不需要氧气和外加碳源,处理低C/N的高浓度NH3-N废水很有前景的。

4.固定化微生物脱氮技术

固定化微生物技术是指通过化学或物理的方法将游离的细胞或微生物加以固定,使之成为不溶于水但仍具有高的生物活性固定生长体的一项新技术[9]。

固定化微生物技术是20世纪60年代直接从固定化酶技术发展起来的一项新技术,最初主要用于工业微生物的发酵,70年代后期由于水污染问题的日益严重,迫切要求开发高效的废水处理新技术,于是人们开始考虑将固定化微生物技术引入废水处理领域。该技术可将筛选的优势菌种或微生物加以固定,从而构成一个高效的废水处理系统,与传统的悬浮生物处理法相比较具有处理效率高、稳定性强、产泥量少、无污泥膨胀、固液分离效果好、装置容积小等优点,在废水处理,尤其是特种工业废水处理领域中显示出广阔的应用前景。固定化微生物脱氮技术就是利用固定化微生物技术的特点,将硝化菌和反硝化菌固定在一起,以保证反应器的菌体浓度和脱氮性能,成为近10多年来生物脱氮领域研究的热点之一。国内外学者对硝化菌和反硝化菌单独固定及固定化细胞的脱氮性能作了详细的研究,在日本已有将固定化硝化菌用于废水处理能力11300m3/d的工业装置[10]。

参考文献

[1] Jetten M S M et al,Towards a more sustainable municipal wastewater treatment system[J]. Wat Sci Tech,1997,35(9):171-180.

[2] W Verstraete,S Philips.Nitrification-denitrification processes and technologies in new contexts[J],Environmental pollution,1998,10(2):717-726;

[3] 冯叶成,王建龙,钱易,生物脱氮新工艺研究进展[J],微生物学通报, 2001,28(4): 88-91;

[4] Munch ,Elisabeth V, Simultaneous nitrification and denitrification in bench-scale sequencing batch reactors[J], Water Research,1996,30(2):227-284;

[5] G.Bertanza,Simultaneous nitrification-denitrifiction technique in extended aeration plants:pilot and real scale experiences[J], Water Science and Technology, 1997, 35(6):53-61;

[6] Robertson LA,Van Niel EWJ,Torremams,Rob AM,Kuenen JG,Simultanseous nitrification and denitrification in aerobic chemostat of Thiosphaera pantotropha[J],Appl Environ Nicrobiol, 1988, 54(1):12-18,28;

[7] 李丛娜,吕锡武,稻森悠平,,同步硝化反硝化脱氮研究[J], 给水排水, 2001,27(1):22-25;

[8] 白莉,杨云龙,生物脱氮新技术[J],科技研讨,2003,13(7):101-102;

脱硝技术论文第6篇

关键词:脱硫脱硝;电厂烟气;技术研究

工业生产和人们的生活水平之间具有较为密切的关系,对能源进行有效的开发和利用,一方面提升了人们的生活水平,但是从另一方面来讲也严重地破坏了人们周围的环境,降低了生活质量。可见,进行能源的开发和利用具有双面性,需要在实际的工作中趋利避害。从现如今我国一些地区的环境问题以及空气质量上就可以看出,对于烟厂的烟气进行脱硫脱硝处理时至关重要的。

1 烟气脱落脱销技术

所谓的脱硫就是在烟气排放的过程中将其中含有的二氧化硫成分进行驱除,常见的脱硫剂主要呈现出碱性,比如石灰石,氧化钙或者是氢氧化钠等等。这些成分和烟气进行混合,实现了一次化学反应,而二氧化硫在遇到碱性物质之后就会呈现出酸性,得到的钙基脱硫剂就是产物。脱硫剂的选择需要遵循相关的原则,其中包括净化、吸收以及催化等等。最重要的就是氧化还原法。另外,脱硝处理就是通过一定的方式来降低锅炉烟气中的氮氧化物成分。在这一过程中,需要用相应的反应吸收剂来和烟气相结合,尽量消除烟气中的NOx成分,从现如今的脱硝技术中可以看出,主要采用的方式有两种,一是干法脱硝技术,二是湿法脱硝技术,前者的使用频率相对较高。

2 烟气脱硫脱硝技术的研究性状

2.1 烟气脱硫技术

2.1.1 磷铵肥法烟气脱硫技术

这种技术的应用程度比较高,目前,还是一种新型的技术,在实际的应用中就是回收二氧化硫,并且用其取代一些普通的硫酸。虽然这一工艺看似简单,但是在回收的过程中难度也相对较大。在采用这种脱硫技术之后,脱硫率达到95%以上,所以,在以后的脱硫工作中可以进行有效的推广和有效的应用。采用磷铵肥法烟气脱硫技术可以在某种程度有效的解决环境污染问题。

2.1.2 活性炭纤维法烟气脱硫技术

活性炭纤维法脱硫就是采用活性炭作为催化剂,将烟气中的二氧化硫进行回收并且利用,这种脱硫技术也受到了技术人员的高度青睐,脱硫率也相对较高。和其他的脱硫技术相比,其工艺简单程度相对较高,操作方式以及操作设备的运用效率相对较高。被列入国家的高新技术产业行列中。

2.1.3 石灰石-石膏湿法脱硫

从这种脱硫方式上看,主要可以从五个方面组成,其中包括石灰石浆液,烟气净化、吸收以及氧化,石膏回收以及储备和无水的再处理。在反应的过程中按照科学的反应机理来进行,生成了有效的脱硫剂,为脱硫工作提供了重要的基础。为了使得脱硫效率不断提升,可以将不同的脱硫工艺进行混合应用。根据烟气的特点,采取相符合的脱硫方式。

2.2 烟气脱硝技术

2.2.1 干法烟气脱硝技术

在采用干法烟气脱硝工艺中,主要是应用气态的反应剂,使得烟气中的NOx转化成氧化氮和水。在实际的脱硝技术应用的过程中,主要应用到的反应为催化还原法,氧化铜法以及活性炭法等等。现如今,在多数的电厂烟气脱硝工作中,主要采用的是干法脱硝技术。即使在一定的程度上提升了脱硝的效率,但是在成本的选择和应用的过程中,表现出复杂程度较高,难度相对较大。

2.2.2 湿法烟气脱硝技术

采用湿法烟气脱硝技术,需要先将氧化氮转化成二氧化氮成分,然后在进行脱硝的过程中加入适量的水或者是其他的催化成分。采用这种方式的主要特点就是需要在脱硝反应的局部进行这想工作,应用到的气相氧化液相吸收法等等。但是从整体上看,烟气的脱硝技术和脱硫技术相比具有一定的复杂性和特殊性,相关的工作人员需要对这一技术加强重视。

3 烟气脱硝脱硫技术

3.1 联合脱硝脱硫技术

这种技术在烟气脱硝脱硫技术中应用最为广泛。它既可以去除烟气中的SO,也可以去除烟气中的NOx。其主要特点是通过石灰石一石膏烟气脱硫系统来去除SO,用SCR去除NOx。但是,这项技术虽然可以达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率,但在使用过程中,容易形成表面结垢,阻塞和腐蚀正在运行的设备,大大降低了脱硝脱硫的效率。

3.2 同时脱硫脱硝技术

烟气同时脱硫脱硝技术又可分为两大类:炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气中的同时脱除技术。这项技术虽然受到了重大关注,但遗憾的是并没有得到有效的利用,只尚处于研究阶段,但不管如何,这项技术取得了重大成就,其中包括电子束照射法和脉冲电晕等离子法。电子柬照射法利用电子加速器产生的高能等离子体氧化烟气中的SOx和NOx等气态污染物,在极短时间内进行强烈氧化反应,从而大大提高了脱硝脱硫效率。不仅如此,它还有将其产生的副产品和氨气转化为化肥,从而加大了其脱硫脱硝的优势。脉冲电晕等离子体法能在同一过程中,同时脱除SO和NOx,高能电子由电晕放电产生,在实施过程中,费用较低,也可以摆脱辐射屏的影响,更重要的是可望实现集脱硫脱硝和收集飞灰等功能于一体。

4 脱硝脱硫技术的发展方向

随着工业时代的到来,能源的需求量必然会上升,从而使得能源的消耗量也急剧增长。能源时代带动了我国经济的发展,但是,从另一方面来说,也带来了环境的污染,严重威胁到了人们的健康。21世纪的今天,环境污染是全世界共同面临的问题,也是大家齐心协力,一致共同努力的方向。因此,脱硝脱硫技术必然会成为人们关注的焦点,它的前途不可限量,这不仅是因为它顺应了时代的潮流,更重要的是它迎合了目前人们亟需解决环境污染的需要。那么,它究竟会朝着什么方面发展,在哪方面取得重大突破呢?毫无疑问,其理论研究将会更加深入,因为理论是技术发展的前提和基础。因此,在完善的理论面前,烟气脱硝脱硫在技术上将会取得重大的突破。其次,烟气脱硝脱硫技术在设备上将更加完善,在节约成本,保障安全,增加效益方面也取得更大的成就。最后,烟气脱硝脱硫技术将很快被投人市场,在中小锅炉上发挥其不可忽视的作用,并实现其高效、低耗和便利的特点。

结束语

为了保护人们赖以生存的环境,必须全力以赴,减少SO和NO等气体的产生,并加强烟气的净化治理。不但如此,也应加大对燃烧技术的研究或是改进燃烧设备,尽量减少有害气体的产生。而且就目前形势来看,烟气脱硝脱硫势在必行。虽然设备并不完善,在技术操作过程中存在很大的问题,但是,经过努力会取得更好的成绩。

参考文献

脱硝技术论文第7篇

关键词:烟气脱硝技术 火电厂

中图分类号:TU834文献标识码: A

烟气脱硝技术很大幅度降低了火电厂产生氮氧化合物对地球环境的伤害。随着我国经济的不断发展,我国每年火电厂产生氮氧化合物逐年剧增,为了阻止全球环境进一步恶化,我国应该大力推广烟气脱硝技术,控制火电厂产生氮氧化合物的数量,改善我国的生态环境。目前SCR烟气脱硝技术是我国最受欢迎的脱硝技术之一,其效率高的优势使其被很多火电厂所采纳。

一、氮氧化合物带来的危害

我国目前所使用的燃料资源是以煤炭资源为主,在火电厂的生产工艺中也是以煤炭提供能源为主,煤炭是一种不可再生资源,我国对于该资源的使用有一个严格的控制,煤炭资源的使用几乎占据了整个在再生资源的75%,其燃烧后产生的烟气物质主要是氮氧化合物,对环境造成恶劣的影响,其造成的环境不污染不可忽视。

火电厂的生产过程中产生氮氧化合物,这一物质极不稳定,遇到外界刺激很容易变为一氧化氮或二氧化氮等有毒气体,这些氮氧化合物会对地球环境的起到破坏作用。酸雨的腐蚀功能对地球有很大的破坏功能。火电厂将氮氧化合物等污染物质排放到空气中与空气中的水相结合,通过扩散、沉降、转化等程序就会产生人们所说的酸雨;氮氧化合物对于植物具有很强的破坏性;氮氧化合物和碳氢化合物反应所生成光化学烟雾,破坏空气中的质量;氮氧化合物还对空气中起过滤紫外线作用的臭氧层进行破坏,破坏了地球的保护膜;除此之外氮氧化合物中的二氧化氮对人们自身健康起到很大的不利作用,二氧化氮通过呼吸道进入人的血液中,破坏血红蛋白的活性,降低血液中含氧量,严重时甚至会造成缺氧现象等,氮氧化合物无论是对人们的生命健康还是地球的环境保护都应该对其进行有效的控制和处理,降低其对人们生活的不利影响。

二、火电厂烟气脱硝的现状

我国的脱硝技术相对于国际水平仍然有着很大的差距,脱硝系统也并不完善,脱硝技术的成效并没有达到预期的效果。我国的脱硝技术起步较晚,在2012年1月才《关于脱硝电价政策的研究和建议》,我国的火电厂的脱硝任务十分沉重,如果使全国火电厂安装脱硝设备,需要有6亿多千瓦的设备需要进行设备改造,这需要的不仅仅是人力和财力的支持,更需要时间的沉淀,才能够彻底完成全国火电厂的脱硝任务。火电厂使用脱硝技术势必会增加火电厂的成本,即使我国对火电厂实施补贴政策,但是仍然加剧了火电厂的经济负担。在火电厂的市场经济形势不乐观的大环境下,想要实施火电厂的脱硝计划,无疑是加剧了任务的难度,政府应该调节期间的矛盾,从根本上铲除脱硝计划道路的障碍。

三、烟气脱硝技术

1.SCR烟气脱硝技术的原理

在当今的火电厂的实践操作下,SCR烟气脱硝技术的成效最为明显突出,是目前最为先进的脱硝技术,被火电厂广泛使用。该技术的工作原理中最为重要的是SCR的催化还原的工作原理,因此被称为SCR烟气脱硝技术。

该技术工作原理是在催化剂和3400C到4000C的条件下,促使NH3和火电厂中的氮氧化合物发生化学反应,其产物是无毒的惰性气体氮气和水,其产物也无需经过特殊处理,从而阻止氮氧化合物受到外界刺激,变为有毒气体。其中涉及到的化学反应主要有以下几种有氧条件下的反应:

4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O

4NH3+2NH2+O2 3N2+6H2O

NO+NO2+2NH3 2N2+3H2O

4NH3+3O2 2N2+3H2O

4NH3+5O24NO+6H2O

2NH3N2+3H2

工作原理的化学反应过程中最为关键的就是催化剂的选用,催化剂是促进反应快慢的关键。在实际运用过程中对于烟气脱硝技术中催化剂的选用和促成成分是根据火电厂所排放的烟气中的有毒气体的成分来决定,起催化剂的使用形式也被分为板式、蜂窝式和波纹板三种形式,设计者对烟气进行分析,从而选用最恰当的催化剂的成分、含量和形式。

2.催化剂还原的工艺

烟气脱硝技术在使用过程中,若是火电厂所排放的烟气中有毒气体的成分浓度过高的情况下建议将催化剂的形式选用为蜂窝型,这样可以增加与氮氧化合物和氧气的接触面积,从而增加脱硝技术的效率。

催化剂在使用过程中很容易被老化,从而降低催化剂的使用效率。催化剂本身并不具备无限循环使用下去的功能,它有使用时间限制,因此在使用过程中必定要注意催化剂的使用时间,在其失去功效之前将其替换更新,保证脱硝技术的成效。据调查研究数据显示,催化剂随着时间的推移,可以通过其反应速度也会逐渐变慢。催化剂使用时不建议使用单层催化剂,因为在催化剂老化时需要更换新的催化剂,单层催化及则必须一次性更换大量的催化剂,无论是从经济的角度还是从工作效率的角度去考虑都不建议使用。

3.SNCR脱硝技术

SNCR脱硝技术与SCR脱硝技术最大的区别就是不需要催化剂,其反应条件最为关键的是温度,而不是催化剂,这样就可以大大降低脱硝方案的成本。但是相较于脱硝的成效并没有SCR脱硝技术高,氨的使用量也大,并且会生成腐蚀性的物质,因此在很多的火电厂中并没有选用SNCR脱硝技术,但是仍然有些工厂选用这种技术。

四、烟气脱硝技术的工艺系统与应用

1.烟气脱硝技术的工艺系统

我们以我国现今普遍运用的SCR脱硝技术为例来简要介绍烟气脱硝技术的工艺系统。SCR脱硝技术的工艺系统主要分为SCR反应器和辅助系统,氨气的储存以及处理系统和氨气注入系统三个部分。

SCR的脱硝技术的工艺包括,首先是采用氨气作为还原剂,氨气普遍是以液体的形态注入到蒸发器中使之汽化,将汽化的氨气和空气稀释再投入到该系统的反应器当中,促进烟气中的脱硝反应;为了使氮氧化合物和还原剂氨气充分融合,扩大接触面积,提升反应效率,反应器中采用的输送通道采用固定床平行通道形式有利于烟气的疏导和优化装置的布局。

2.烟气脱硝技术的具体应用

我国的烟气脱硝技术主要还是引进国外的先进技术,在SCR脱硝技术的系统中最为关键的催化剂就是引进奥地利CERAM公司的脱硝技术,而还原剂液氨则是引进法国先进的脱硝技术,烟气的脱硝设备主要引进德国西门子的脱硝技术等多种从国外先进的技术。

先进技术的引入弥补了我国脱硝技术起步晚的步调,可以很大程度的提升我国火电厂的脱硝效率,这些先进的技术首先在我国大型的火电厂被应用,成功实施后再次引入小型的火电厂,逐渐实现全国脱硝技术的整体提升,促进我国火电厂整体的经济水平,走可持续发展的道路。

3烟气脱硝技术应用的建议

我国火电厂的脱硝技术的应用主要从四个方面进行改进。首先是脱硝技术的设备方面,设备的更换需要大量的资金投入,国家除了为火电厂提供一定的资金补助外,也可以增加环保专项资金的投入,从而降低火电厂对于设备更换的压力,促进设备尽快更替;其次是我国应该加强火电厂对于脱硝系统的监管,将脱硝系统,环保机构和电力监管部门相结合,促进火电厂脱硝走上正规化的道路;除了不断引进国外的先进技术,我国也要创建自己的研发机构,创新永远是技术更新永不枯竭的动力;还有在建立脱硝电价的系统过程中,政府要充分发挥宏观调控的功能,在建立之初应加大政府的补贴力度,促使脱硝电价系统更好、更快的建立,并且加大火电厂的宣传力度和相关政策,大力鼓励火电厂实施脱硝系统。

结束语:

综上所述,我国火电厂的脱硝系统的实施仍然存在很多的问题,我国政府和火电厂应该不断完善该系统,促使脱硝系统在我国火电厂的普及和应用,改善我国环境质量。由于我国的脱硝技术的投资较大,成效较低,还存在一定的二次污染,我们在研发技术时应该解决这些问题,从而优化我国的脱硝技术系统。

参考文献:

[1]张海红.大型火电厂SCR烟气脱硝技术应用[J].广东化工.2013(15)

[2]蒋砍法.SCR法烟气脱硝技术在火电厂的应用[J].建筑与装饰:下旬.2013(8)