减污降碳时代 垃圾焚烧发电厂高效脱硝突围在即

减污降碳时代 垃圾焚烧发电厂高效脱硝突围在即

在“双碳”目标的推动下,环保产业正快速步入减排降碳的高质量发展阶段。氮氧化物(NOx)作为构成酸雨及光化学烟雾的元凶,其排放量增加不仅对环境、生态造成严重污染,同时也对双碳进程产生严峻阻碍。因此,控制氮氧化物(NOx)排放是当下企业面临的要务之一。

氮氧化物(NOx)主要来源于工业生产中的火力发电、锅炉燃烧以及机动车尾气排放等。烟气脱硝作为减少氮氧化物(NOx)的主要治理工艺之一,可分为湿法脱硝和干法脱硝。目前多采用干法脱除技术,包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)。

选择性非催化还原法(SNCR)即在不采用催化剂的情况下,利用氨或尿素与烟气中的氮氧化物(NOx)反应,从而进一步脱硝的技术,其弊端也较为明显:

1、氨的利用率较低,氨逃逸高易造成系统腐蚀以及二次污染;

2、增加粉尘粘着性,导致糊袋或系统阻力增高等;

3、采用尿素作为还原剂,易产生较多的CO排放等。

选择性催化还原法(SCR)是以氨作为还原剂,在催化剂作用下,将氮氧化物(NOx)还原成无害的氮气和水,从而实现脱硝。相较于前者,存在以下缺点:

1、该技术所需设备投资和运行成本更高;

2、需要解决设备占地和系统阻力增加等一系列问题;

3、中低温条件下(250度以内),进行高效脱硝的同时保证催化剂寿命较难。

鉴于以上传统脱硝技术存在的现状与不足,戈尔创新方案带来一款新型催化脱硝滤袋技术,可良好解决传统SCR催化剂在烟气脱硝中面临的种种难题,从而大幅降低脱硝改造难度,有效缩减脱硝运行成本。

戈尔新型催化脱硝滤袋技术“表面过滤”与“催化过滤”双效加持,在高效覆膜滤袋基础之上,复合新型催化剂材料实现除尘与脱硝协同治理。

戈尔ePTFE薄膜可高效拦截固体颗粒物,达到“近零排放”,既保护了催化剂,同时避免粉尘对催化剂的冲刷以及重金属干扰,相较于传统SCR催化剂而言,戈尔催化脱硝滤袋寿命更为长久。在适用运行温度180℃-250℃范围内,戈尔DeNOx脱硝滤袋可达到70-97%不等的脱硝效率,满足更为严格的氮氧化物排放标准。

戈尔脱硝滤袋与常规滤袋安装方式无异,可直接安装于现有除尘器,用户仅需适当调整,无需为脱硝滤袋添加额外设备,更大程度简化工艺流程,全面提升系统的稳定性和可靠性,避免原本系统的额外阻力产生,大幅节省了新设备所需资金及运行成本,优势更为明显。

传统SCR技术需要除尘器和SCR塔分别对烟气进行除尘和脱硝,GORE®脱硝系统可实现“尘硝一体化”控制,催化滤袋在去除颗粒物的同时实现脱硝,适用于垃圾焚烧,钢铁烧结、石灰窑等应用,同时也可协同处置烟气中的二噁英/呋喃,运行能耗更低,充分有效降低设备运行成本。

戈尔DeNOx催化脱硝技术在欧洲的垃圾焚烧市场得到了大量应用并逐步进入中国市场。目前,在国内钢铁烧结、石灰窑和垃圾焚烧等领域都取得了良好成效。以某钢厂烧结烟气脱硝工程为例:

该钢厂有3#和4#两台240m2烧结机,烧结烟气经电除尘器除尘后进入石灰石-石膏法脱硫系统进行脱硫,净化后的的烟气经引风机从烟囱排出,原有烟气净化工艺如下图。

(原烟气净化工艺流程)

该烟气净化系统缺少烟气脱硝装置,且原有的湿法脱硫系统因设备老旧,脱硫效果较差,无法满足钢铁企业低排放要求。经过多方对比衡量,该钢厂决定在3#4#烧结超低排放改造中采用戈尔DeNOx脱硝系统的综合改造方案。其中,改造工程是将现有脱硫塔出口的烟气连接至新建脱硫脱硝脱二噁英除尘一体化系统,工艺流程示意如下。

(改造后的烟气净化工艺流程)

在戈尔DeNOx催化滤袋的作用下,烟气中 NOx与 NH3进行催化反应生成N2和水,二噁英则在催化滤袋催化下分解为 CO2和 HCl,净化后的烟气经过换热降温后进入新建烟囱排放,本项目的运行烟气参数如下表1。

由于超低排放要求的NOx是50mg/Nm3,后期运行减少了氨的喷入量,保持出口NOx排放在30~35mg/Nm3, 这样既保证了出口氮氧化物的浓度,也降低了氨的消耗量,大大降低了运行成本。在运行的前期阶段,脱硝效率达到了95%以上,具体性能如下表2。

(表2. 烧结机烟气脱硝性能)

采用戈尔DeNOx脱硝滤袋的尘硝一体化系统简化了工艺流程,使整体运行阻力更低,在烧结烟气净化这样超大烟气量的系统中,能耗节约颇为可观,可实现运行成本的大幅缩减。近期实验分析结果表明,滤袋在使用了三年之后其催化效率仍为新滤袋的100%,催化剂活性相比新滤袋没有衰减,依此可判断在该工况条件下运行,DeNOx脱硝滤袋的预期使用寿命可达8年以上,超长的使用寿命使得用户的投资收益更为明显。

DeNOx催化脱硝滤袋作为一款经济、可靠的全新SCR脱硝技术,在环保深度治理的趋势下,可充分满足行业的氮氧化物减排需求及严格的环境法规。就新建生产线而言,采用DeNOx催化脱硝系统可视为一种长期投资,也可作为一个契机带动技术变革,以可持续方式引领传统市场中创新技术的全面发展。

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