固定源氮氧化物脱除技术的研究与应用研究.pdf

第五章环境污染防治技术研究与开发 固定源氮氧化物脱除技术的研究与应用 侯建鹏徐国胜赵瑞琴何健 (1．西安理工大学环境科学研究所西安710048 2．西北电力设计院 西安7100323．西安电子科技大学 西安710071) 摘要氮氧化物(NO，)是大气主要污染物之一，也是目前大气污染治理的一大难题。因此本文对 选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(SNCR)、电子束或电晕放电脱氮法、光催化氧化 法等烟气中氮氧化物控制技术的机理、现状、发展趋势和主要优缺点进行了详尽的论述。通过对各种 工艺技术的脱除效率、应用条件、经济性等方面的分析、比较和总结，提出了未来脱氮技术研究工作 的重点。基于我国的实际情况提出了烟气脱氮的可行方案，从而为工业废气脱氮技术的进一步开发和 研究工作提供参考。 关键词氮氧化物烟气脱氮综述 一、即罱 NO。的污染危害是一个不容忽视的问题。目前，我国燃煤电厂排放烟气的sO：治理已逐步走 向正轨，新建的燃煤电厂基本都安装效率较高的脱硫装置。因此，控制NO。的排放将是下一步 的主要任务。自20世纪70年代起，欧、美、日等发达国家相继对燃煤电站锅炉NO。的排放作了 限制，并且随技术与经济的发展，限制日趋严格。我国是以燃煤为主的发展中国家，随着经济的 快速发展，燃煤造成的环境污染日趋严重，特别是燃煤烟气中的NO；，对大气的污染已成为一个 不容忽视的重要问题，我国火电厂锅炉NO。年排放量从1987年的120．7万一150．6万吨增加到 SIA模式检测了中国29个地区的污染物排放情况，结果表明，如果不加以排放控制，预计到 期，对燃煤电站锅炉NO。的排放作出了限制。现在我国《火电厂大气污染物排放标准》(报批 稿)对烟气中的NO。排放质量浓度最高限制为450mr／m3，严于650mg／m3的现行标准(对Ⅲ 时段300MW机组)。 目前，对于燃烧产生的NO，污染的控制主要有燃烧前燃料脱氮、燃烧中改进燃烧方式和生 产工艺脱氮、锅炉烟气脱氮3种方法。燃料脱氮技术至今尚未很好开发，相关的报道还很少，有 待于今后继续研究。燃烧中改进燃烧方式和生产工艺脱氮技术国内、外已做了大量研究，开发了 许多低NO。燃烧技术和设备，并已在一些锅炉和炉窑上应用。但由于一些低NO。燃烧技术和设 备有时会降低燃烧效率，造成不完全燃烧损失增加，设备规模随之增大，NO。的降低率也有限， 所以目前低NO，燃烧技术和设备尚未达到全面实用的阶段。因此烟气脱氮是近期内NO。控制措 施中最重要的方法，探求技术上先进、经济上合理的烟气脱氮技术是现阶段工作的重点。 二、烟气氮氧化物脱除技术原理及特点分析 1．选择性催化还原法(SCR) 选择性催化还原法就是在固体催化剂存在下，利用各种还原性气体如H：、CO、烃类、NH， 和NO；反应使之转化为N：的方法。以氨气为例反应方程式为： 4NH3+4NO+02=4N2+6H20 4NH3+2N02+02=3N2+6H20 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006) 以NH，做还原剂时，金属氧化物[如V：0，、MnO：等]是最常用的SCR工业催化剂。目前该 技术已在日本、德国、北欧等国家的燃煤电厂广泛应用目前已达500余家(包括发电厂和其它 工业部门)。表1列出了1990年部分国家的发电厂使用SCR装置情况的统计数字㈦。 表1 燃煤电厂$CR装置使用情况(1990年) 国家 数目 电力装机(GW) 德国 98 30 日本 97 34 奥地利 1l 2 荷兰 3 1．5 瑞典 8