强制氧化-尿素还原法(FO-UR)烟气脱硝成套技术.docVIP

北 京 化 工 大 学 BEIJING PAGE PAGE 6 地址：北京市朝阳区北三环东路15号 邮编：100029 电话：01064412322 传真：010强制氧化-尿素还原法（FO-UR）烟气脱硝成套技术 简 介 北 京 化 工 大 学 北京阳光欣禾科技有限公司 2013年12月 目前有关烟气脱硝技术较多，现有烟气脱硝行业采用的主要有选择性催化还原法 (SCR)烟气脱硝技术和强制氧化-尿素还原法（FO-UR）烟气脱硝技术。 一、选择性催化还原法 (SCR)烟气脱硝技术： 选择性催化还原法 (SCR)脱硝技术效率比较高，脱硝技术比较成熟。该技术主要以NH3作为还原剂，在一定温度和催化剂的作用下，NH3有选择地将废气中NO和NO2还原为氮气及水蒸汽。 在SCR工艺中，根据所使用催化剂的催化反应温度，分为高温、中温和低温三种SCR催化剂。一般高温345℃~590℃，中温260~450℃，低温150 在SCR脱硝装置的运行中，除了还原剂NH3作为操作过程中的消耗品外，催化剂的使用寿命是一个重要的影响因素。催化剂的寿命取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂在运行一段时间后，其表面活性都会有所下降，存在物理失活和化学失活。催化剂物理失活主要是指高温烧结、磨损、固体颗粒沉积堵塞而引起的催化剂活性破坏；催化剂化学失活主要是碱金属和重金属引起的催化剂中毒。实际应用中，燃料燃烧产生的炉渣飞灰还会造成催化剂微孔堵塞。由于燃烧后灰分中氧化钙含量很高，氧化钙生成的硫酸钙吸附在催化剂表面，阻止了反应物向催化剂表面的扩散及扩散进入催化剂内部，从而导致催化剂活性的降低。 一般情况下，SCR工艺中所采用的催化剂在2~3年左右就需要更换，因为催化剂本身使用量较大，且价格较贵，因此催化剂的使用费用很高。 另外，SCR工艺中需要连续补充氨气，且存在氨气的逃逸问题。因此，考虑到氨气补充及催化剂更换的问题， SCR脱硝装置的一次性投资较大，总体运行费用较高，而且操作不当会产生逃逸氨气而导致的二次污染问题。 二、强制氧化-尿素还原法（FO-UR）烟气脱硝技术： 1、基本原理： 强制氧化-尿素还原法（FO-UR）烟气脱硝技术就是将烟气中的部分NO氧化为NO2，然后采用尿素水溶液喷淋吸收烟气中的NO和NO2，并利用尿素与之发生还原反应生成氮气、二氧化碳和水，从而达到烟气脱硝的目的。 尿素湿法烟气脱硝的原理如下： 首先，烟气中的NO和NO2在气相中生成N2O3和N2O4，具体的化学反应如下所示： 2NO+O2→2NO2 2NO2→N2O4 NO+NO2→N2O3 接下来，生成的产物通过分子扩散作用从两相界面由气相扩散到液相主体。在液相中形成HNO3和HNO2，并分别电离成H+、NO3-、NO2-，生成的NO2-与(NH2)2CO（尿素）反应生成N2和CO2等。 具体化学反应如下所示： N2O3+H2O→2HNO2 N2O4+H2O→HNO2+HNO3 2NO2+H2O→HNO2+HNO3 2HNO2+(NH2)2CO→2N2+CO2+3H2O 综上所述，尿素脱除NOx的总化学反应式可以表述为： (NH2)2CO+NO+NO2→2N2+CO2+2H2O 由上述机理可见，NOx的去除主要是通过NO氧化，随后溶于水溶液，与尿素发生化学反应达到去除的目的。 2、需要解决的技术关键： 在尿素湿法烟气脱硝反应体系中，溶液中的尿素可以直接与溶于液相的NOx反应，而NOx由气态转入水相主要是通过NOx在溶液中的吸收平衡来实现。 液相脱除烟气中的NOx (一般NO占90%以上)的主要障碍是NO在水中溶解度很低，室温(25℃)其亨利常数为1.94×10-8mol/L·Pa，液相中的传质阻力较大，通过改变温度以及溶液的pH值的方法都不能使NO在水中溶解度明显提高。因此，使NO转化为容易吸收的形态是尿素湿法脱硝技术的关键所在。 NO在吸收液中的溶解度与其氧化度(即烟气中NO2/NO的摩尔比)有关，当氧化度为1时，NO在吸收液中的溶解度最大，与尿素溶液的反应速度最快，此时可获得最大的吸收率。 为了提高氧化度