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  在许多行业如电厂、化工、食品等行业,使用锅炉的场合或者使用燃机卡车、轮船、海上原油发电机的场合,会使用化石染料燃烧产生大量废气。随着我国经济的发展,这些场合排放的NOx和SO2也不断增长。由煤炭燃烧所释放的SO2占总排放量的85%,NOx占总排放量的60%,二者所引起的酸雨量占总酸雨量的82%。有关研究表明,我国每年排放 SO2造成的经济损失约亿万元,现在每年我国和酸雨污染造成的经济损失约5000亿元,其中每年由NOx带来的经济损失高达1100亿元。
  自上世纪70年代开始,发达国家在多年烟气SO2排放控制技术研究的基础上,开始工业烟气中SO2和NOx同时脱除的研究。目前,脱硫脱硝一体化技术开始工业应用。开发技术简单,运行成本低,具有良好运行性能的脱硫脱硝一体化技术将是未来烟气综合治理技术的发展方向。

工作原理
  催化还原法(SCR)采用的还原剂,通常有液氨、尿素和氨水。采用液氨作为还原剂的优点还原剂用量少,运输量少,特别适合大型火力电厂的脱硝工程;缺点是氨为有毒气体,易燃易爆,安全性差,对储存场地要求严格,受诸多因素限制。采用尿素作为还原剂最大优点是安全性高,储存方便,缺点是运行费用成本高,因为尿素需要热解或水解成氨气,同时尿素溶液制备较繁琐,尿素溶液管道需要伴热,需要消耗大量能量,尿素非常容易结晶导致管道阻塞,运行维护相对麻烦。采用氨水作为还原剂的优点是安全性高,几乎和尿素同等安全,氨水通常20~30%浓度,比起液氨,运输量多储存罐大,但是非常适合中小型锅炉并且受场地限制的工程,特别是对于中小型锅炉。
  采用氨水作为还原剂,需要设置氨水蒸发器,将氨水蒸发为喷入HH-AIG系统。氨水蒸发器的热源采用进入SCR反应器前的烟气,不需要额外增加加热热源,可以保证运行费用最低。
  氨水SCR工艺法就是利用氨NH3对NOX的还原功能,在适合的温度窗口范围内在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有影响的N2和水,NH3为还原剂,主要化学反应方程式为:
在SCR反应器内,NO通过以下反应被还原:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
在锅炉烟气中,NO2一般约占总NOX浓度的5%,NO2参与的反应如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。
SCR系统NOX脱除效率通常很高,喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应,有一小部分氨逃逸离开了反应器。对于新的催化剂,氨逃逸量很低。
氨水法的优点:
安全性高 安全性可以媲美尿素法,和尿素法几乎没有区别。
造价相对低 虽然储罐和管道和阀门等需要采用不锈钢,但是因为不需安装液氨法的安全和消防系统,也没有尿素法制备和伴热设备,造价相对较低。
运行费用低 氨水蒸发器热源采用锅炉热风,不需要额外能源,运行费用最低。
尿素法则是氨气由尿素热解产生:尿素溶液先热解生成氨气,氨气与氮氧化合物在催化剂表面反应生成无污染的氮气。
       CO(NH2)2      NH3 + HNCO
        尿素         氨 + 异氰酸
        HNCO + H2O       NH3 + CO2
         异氰酸 + 水          氨 + 二氧化碳。
尿素法主要用于无法使用液氨或氨气的场合,如海上平台以及其他液氨或氨气无法运输、购买的地方。