在“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下,環(huán)保產(chǎn)業(yè)正快速步入減排降碳的高質(zhì)量發(fā)展階段。氮氧化物(NOx)作為構(gòu)成酸雨及光化學(xué)煙霧的元兇,其排放量增加不僅對環(huán)境、生態(tài)造成嚴(yán)重污染,同時(shí)也對雙碳進(jìn)程產(chǎn)生嚴(yán)峻阻礙。因此,控制氮氧化物(NOx)排放是當(dāng)下企業(yè)面臨的要?jiǎng)?wù)之一。
氮氧化物(NOx)主要來源于工業(yè)生產(chǎn)中的火力發(fā)電、鍋爐燃燒以及機(jī)動(dòng)車尾氣排放等。煙氣脫硝作為減少氮氧化物(NOx)的主要治理工藝之一,可分為濕法脫硝和干法脫硝。目前多采用干法脫除技術(shù),包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)。
選擇性非催化還原法(SNCR)即在不采用催化劑的情況下,利用氨或尿素與煙氣中的氮氧化物(NOx)反應(yīng),從而進(jìn)一步脫硝的技術(shù),其弊端也較為明顯:
1、氨的利用率較低,氨逃逸高易造成系統(tǒng)腐蝕以及二次污染;
2、增加粉塵粘著性,導(dǎo)致糊袋或系統(tǒng)阻力增高等;
3、采用尿素作為還原劑,易產(chǎn)生較多的CO排放等。
選擇性催化還原法(SCR)是以氨作為還原劑,在催化劑作用下,將氮氧化物(NOx)還原成無害的氮?dú)夂退?,從而?shí)現(xiàn)脫硝。相較于前者,存在以下缺點(diǎn):
1、該技術(shù)所需設(shè)備投資和運(yùn)行成本更高;
2、需要解決設(shè)備占地和系統(tǒng)阻力增加等一系列問題;
3、中低溫條件下(250度以內(nèi)),進(jìn)行高效脫硝的同時(shí)保證催化劑壽命較難。
鑒于以上傳統(tǒng)脫硝技術(shù)存在的現(xiàn)狀與不足,戈?duì)杽?chuàng)新方案帶來一款新型催化脫硝濾袋技術(shù),可良好解決傳統(tǒng)SCR催化劑在煙氣脫硝中面臨的種種難題,從而大幅降低脫硝改造難度,有效縮減脫硝運(yùn)行成本。
戈?duì)栃滦痛呋撓鯙V袋技術(shù)“表面過濾”與“催化過濾”雙效加持,在高效覆膜濾袋基礎(chǔ)之上,復(fù)合新型催化劑材料實(shí)現(xiàn)除塵與脫硝協(xié)同治理。
戈?duì)杄PTFE薄膜可高效攔截固體顆粒物,達(dá)到“近零排放”,既保護(hù)了催化劑,同時(shí)避免粉塵對催化劑的沖刷以及重金屬干擾,相較于傳統(tǒng)SCR催化劑而言,戈?duì)柎呋撓鯙V袋壽命更為長久。在適用運(yùn)行溫度180℃-250℃范圍內(nèi),戈?duì)朌eNOx脫硝濾袋可達(dá)到70-97%不等的脫硝效率,滿足更為嚴(yán)格的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)。
戈?duì)柮撓鯙V袋與常規(guī)濾袋安裝方式無異,可直接安裝于現(xiàn)有除塵器,用戶僅需適當(dāng)調(diào)整,無需為脫硝濾袋添加額外設(shè)備,更大程度簡化工藝流程,全面提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,避免原本系統(tǒng)的額外阻力產(chǎn)生,大幅節(jié)省了新設(shè)備所需資金及運(yùn)行成本,優(yōu)勢更為明顯。
傳統(tǒng)SCR技術(shù)需要除塵器和SCR塔分別對煙氣進(jìn)行除塵和脫硝,GORE?脫硝系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“塵硝一體化”控制,催化濾袋在去除顆粒物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硝,適用于垃圾焚燒,鋼鐵燒結(jié)、石灰窯等應(yīng)用,同時(shí)也可協(xié)同處置煙氣中的二噁英/呋喃,運(yùn)行能耗更低,充分有效降低設(shè)備運(yùn)行成本。
戈?duì)朌eNOx催化脫硝技術(shù)在歐洲的垃圾焚燒市場得到了大量應(yīng)用并逐步進(jìn)入中國市場。目前,在國內(nèi)鋼鐵燒結(jié)、石灰窯和垃圾焚燒等領(lǐng)域都取得了良好成效。以某鋼廠燒結(jié)煙氣脫硝工程為例:
該鋼廠有3#和4#兩臺(tái)240m2燒結(jié)機(jī),燒結(jié)煙氣經(jīng)電除塵器除塵后進(jìn)入石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫,凈化后的的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)從煙囪排出,原有煙氣凈化工藝如下圖。
(原煙氣凈化工藝流程)
該煙氣凈化系統(tǒng)缺少煙氣脫硝裝置,且原有的濕法脫硫系統(tǒng)因設(shè)備老舊,脫硫效果較差,無法滿足鋼鐵企業(yè)低排放要求。經(jīng)過多方對比衡量,該鋼廠決定在3#4#燒結(jié)超低排放改造中采用戈?duì)朌eNOx脫硝系統(tǒng)的綜合改造方案。其中,改造工程是將現(xiàn)有脫硫塔出口的煙氣連接至新建脫硫脫硝脫二噁英除塵一體化系統(tǒng),工藝流程示意如下。
(改造后的煙氣凈化工藝流程)
在戈?duì)朌eNOx催化濾袋的作用下,煙氣中 NOx與 NH3進(jìn)行催化反應(yīng)生成N2和水,二噁英則在催化濾袋催化下分解為 CO2和 HCl,凈化后的煙氣經(jīng)過換熱降溫后進(jìn)入新建煙囪排放,本項(xiàng)目的運(yùn)行煙氣參數(shù)如下表1。
由于超低排放要求的NOx是50mg/Nm3,后期運(yùn)行減少了氨的噴入量,保持出口NOx排放在30~35mg/Nm3, 這樣既保證了出口氮氧化物的濃度,也降低了氨的消耗量,大大降低了運(yùn)行成本。在運(yùn)行的前期階段,脫硝效率達(dá)到了95%以上,具體性能如下表2。
(表2. 燒結(jié)機(jī)煙氣脫硝性能)
采用戈?duì)朌eNOx脫硝濾袋的塵硝一體化系統(tǒng)簡化了工藝流程,使整體運(yùn)行阻力更低,在燒結(jié)煙氣凈化這樣超大煙氣量的系統(tǒng)中,能耗節(jié)約頗為可觀,可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本的大幅縮減。近期實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明,濾袋在使用了三年之后其催化效率仍為新濾袋的100%,催化劑活性相比新濾袋沒有衰減,依此可判斷在該工況條件下運(yùn)行,DeNOx脫硝濾袋的預(yù)期使用壽命可達(dá)8年以上,超長的使用壽命使得用戶的投資收益更為明顯。
DeNOx催化脫硝濾袋作為一款經(jīng)濟(jì)、可靠的全新SCR脫硝技術(shù),在環(huán)保深度治理的趨勢下,可充分滿足行業(yè)的氮氧化物減排需求及嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)。就新建生產(chǎn)線而言,采用DeNOx催化脫硝系統(tǒng)可視為一種長期投資,也可作為一個(gè)契機(jī)帶動(dòng)技術(shù)變革,以可持續(xù)方式引領(lǐng)傳統(tǒng)市場中創(chuàng)新技術(shù)的全面發(fā)展。
GORE?脫硝催化濾袋
強(qiáng)大功能遠(yuǎn)不止此
以創(chuàng)新之力,塑高效之變
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