1.2 大气净化技简介1.2 大气净化技术简介.doc

1.2 大气净化技术简介 当前我国大气污染形式非常严峻，尤其是近年来，全国部分地区持续出现大范围的雾霾天气，受影响国土面积达230万平方公里，受影响人口达6亿，对人们身体健康产生严重危害，影响社会和谐稳定，成为社会的焦点和重大民生问题。 雾霾形成的原因除气象因素外，其根本原因是污染物排放量巨大。二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘、挥发性有机物等是影响空气中PM2.5浓度的主要污染物。2012年，我国上述四项污染物的排放总量分别为2218万吨、2404万吨、1500万吨和3000万吨。其中，燃煤电厂排放量占总排放量近50%。因此，加快火电等重点行业脱硫脱硝除尘改造、大幅减少污染排放是实现环境空气质量明显改善的首要任务和重点措施。 1.2.1脱硝技术： 环保部2011年初下发了《火电厂大气污染物排放标准（二次征求意见稿）》，将脱硝完成时间减短且减排力度大幅提高。《标准》计划从2012年开始实施，其中，从2012年1月1日开始，所有新建火电机组NOx排放量要达到100mg/m3；从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组NOx排放量要达到100mg/ m3，而非重点地区2013年以前投产的机组达到200mg/ m3。 1.2.1.1现有脱硝技术简介： 现有的降低电厂燃煤锅炉烟气中NOx的排放主要有两种措施：一是控制燃烧过程中NOx的生成即低氮燃烧技术；二是对烟气中的NOx进行脱除处理，即烟气脱硝技术。现有的烟气脱硝技术主要有：选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、SNCR-SCR联合法、液体吸收法、微生物法、活性炭吸附法、电子束法等。在众多脱硝技术中， SCR法是脱硝效率最高，也是最为成熟的脱硝技术，该技术脱硝效率一般可达80%～90%，氮氧化物的排放浓度可降至100mg/m3以下。 目前国内采用的烟气脱硝技术主要有：选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。SCR技术是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3、液氨、尿素）来有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O，选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。SNCR技术是一种不用催化剂、使用的还原剂为氨或尿素、在850℃~1100℃范围内还原NOx的方法。该方法的脱硝效率一般在30%~60%。 SCR和SNCR技术使用的氨的来源一般有氨水、液氨和尿素三种。三种还原剂的综合比较如下： 表1：三种还原剂的综合比较 项目 液氨 氨水 尿素(水解或热解) 反应剂费用 低 较高 最高 运输费用 低 高 低 安全性 有毒 有害 无害 储存条件 高压 常规大气压 常压，干态 储存方式 液态高压罐 液罐 微粒状 初投资费用 低 高 高 运行费用 低 高 高 设备安全要求 有法律规定 需要 基本上不需要 SCR或SNCR技术采用的还原剂各有优缺点，采用氨水价格便宜，易存储但其运输体积大，增加了其运输成本；液氨属于易燃易爆化学危险品，采用高压存储，国家新规定10吨以上属于重大危险源，采用液氨作为脱硝还原剂增加了脱硝占地面积；尿素易于运输和保存、无毒性，在脱硝工艺得到了比较广泛的应用。 1.2.1.2高活性氨基还原剂烟气脱硝技术： 针对目前脱硝技术SCR与SNCR存在诸多缺点，课题组开发出了一种新的烟气脱硝方法。其是利用三聚氰酸作为还原剂，通过喷射系统喷入脱硝反应区内，反应温度450-800℃，与烟气中的氮氧化合物NOX充分混合后进行氧化还原反应，达到脱除烟气中NOX的目的，反应方程式如下： C3H3N3O3 → 3HNCO 2NO + 2HNCO → CO + CO2 + 2N2 + H2O 2NO2 + 4HNCO → 2CO + 2CO2 + 3N2 + 2H2O 三聚氰酸烟气脱硝技术与现有SCR和SNCR技术相比，克服了SCR法催化剂投资大、产品质量不易控制、运行成本高的难题；克服了SNCR技术脱硝反应温度高、还原剂与烟气混合程度差、脱硝效率低、氨气逸出量大等一系列缺点。 采用以三聚氰酸作为还原剂的主要特点如下： （1）现有脱硝技术是利用NH3(包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料制取的氨)在高温（SNCR）或催化（SCR）条件下与NOx发生反应而达到脱硝的目的，三聚氰酸烟气脱硝技术是利用三聚氰酸作为还原剂在中等反应温度、无需催化剂条件下与NOx发生反应而达到脱硝目的，具有重大的理论突破。 （2）三聚氰酸烟气脱硝技术具有设备投资少、脱硝效率高、运行成本低和适用范围广的特点，是一项具有广泛应用前景的脱硝技术，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要的现实意义。 （3）采用三聚氰酸作为烟气脱硝还原剂克服了现有SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高等诸多缺点，克服了SNCR技术