《【2017年整理】罗氏脱硫脱硝法在工业锅炉窑炉治理中的实践》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】罗氏脱硫脱硝法在工业锅炉窑炉治理中的实践（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1罗氏脱硫脱硝法在工业锅炉窑炉烟气治理中的实践罗坚博士北京天净美化环保技术有限公司董事长天津滨环化学工程技术研究院有限公司院长一、前言热电厂锅炉、工业锅炉及窑炉的脱硫脱硝是人们普遍关注的环保课题。这些年来，热电厂锅炉的脱硫脱硝取得了较大进展，但工业锅炉及窑炉、尤其是窑炉的脱硫脱硝工作尚待加强。作为节能环保的重要内容，钢铁行业对于焦化炉和冶金烧结炉脱硫脱硝极为关注。但由于烟气温度、组成等的不同，传统的一些成熟方法如 SCR（选择性催化还原） 、SNCR（选择性非催化还原） 、石灰石 -石灰法等等往往难以直接照搬到焦化炉和烧结炉的烟气处理，开发新型处理方法便成为当务之急。本文简单介绍罗氏脱硫脱硝方
2、法以及这些技术在工业锅炉、窑炉等烟气脱硫脱硝领域的一些实践和应用。二、实验和应用本工作采用 KL 化学技术公司授权生产的 KLox-2 脱硝催化剂和 KLsorb-2 氧化脱硫剂进行脱硝与脱硫。典型的实验室评价工作一般采用 1014 目的颗粒 20 克，装于直径 30 mm 的石英管固定床反应器恒温段，由控温加热器控制好温度（ 1 oC） ，通过配制好的气体，由质量流速计控制流量，通过催化剂或吸附剂。由 Tesco340 检测器通过测量反应器前后的浓度变化确定去除效率。实际工业应用一般采用直径 5mm 的蝶形挤条催化剂装于固定床反应器进行。工艺上采用罗氏脱硫脱硝工艺，其核心部分为 KL 化学技
3、术有限公司开发的高效催化剂进行脱硝及氧化吸附剂脱硫。在已有烟气管道合适位置将烟气通过这两种材料，使得烟气中的氮氧化物/硫氧化物被有效去除从而达标，见下图。 热 交 换锅炉 除 尘 器 罗 氏脱 硝 /硫 器 烟囪热 交 换锅炉 除 尘 器 罗 氏脱 硝 硫 器 烟囪2三、结果和讨论3.1 实验室脱硫脱硝效果一个典型的脱硫结果见图二。在所用条件下广泛的温度范围均有良好的脱除效果，即使温度 0 度时，其脱除效率亦在 80%以上。随温度上升而脱硫效率有上升的趋势。各温度下脱硫效率很容易达到 90%及 90%以上。图 二 、 SOx Removal er KLsorb-2, 10X4 Mesh Gra
4、nulr506070809010501015020250Temprature, oCSOx Removal, % Reactnt: 750 mg/3 SO2 in5%O2 +N,GHSV: 1 h-1图三显示脱硝催化剂的效率随温度的变化。即使 0下也有可观的脱硝效率，随着温度上升脱硝效率迅速上升，转化率由 0时的 35%迅速上升到 150 时的 82%，200 时达到 94%，此后温度上升在转化率变化缓慢。传统的烟气脱硝法如 SCR 要求在 350 以上反应，SNCR 更要求在 800 以上反应。这样对于工业锅炉和窑炉，往往不可直接使用。我们的脱硫脱硝可以在室温至 200 以上均有较好的效果，
5、过程简单操作维护方便。不产生二次污染。考录到许多锅炉和窑炉的烟气温度较低，则对于这些锅炉/窑炉的烟气处理，罗氏脱硝脱硫无疑是比较适宜的方法。3图 三 、 NO Decompsiton ver KLox-2, 10X4 Granulr0204060801010 20 30 40Temprature, oCNO Conversion, % Reactnt: 50 mg/3 NO in5%2 +N,GHSV: 1 h-13.2 罗氏干法脱硫脱硝技术及现有湿法脱硫技术比较3.2.1 脱硫原理比较罗氏技术 SO2 + O SO3 SO3 + Ca(OH)2 CaSO4 + H2O传统湿法 SO2 + C
6、a(OH)2 CaSO3 + H2O3.2.2 脱硫技术特点对比罗氏干法脱硫技术 石灰浆法脱硫技术建设成本 低 高运行成本 低 高系统结构 简单 复杂用水 不用 用废水二次污染 无 产生管理 简单 复杂能耗 极低 极高脱硫效率 高 高脱硫效果 易调 不易两者均使用石灰来脱硫。不同的是传统的湿法用水将石灰配成石灰浆（也有采用氢氧化钠+ 石灰的双碱法，以及氢氧化镁，原理则相同）与烟气中的 SO2 反应生成亚硫酸钙；罗氏干法脱硫使用石灰颗粒及氧化催化剂，其中催化剂氧化 SO2 成为 SO3，后者4跟石灰颗粒反应成为硫酸钙。一个典型的湿法脱硫装置见下图，包括石灰储仓、石灰浆调配池、提升泵系统、喷淋系统
7、、旋风混合系统、强制鼓气氧化系统、过滤系统、计量辅助、废渣堆放场等等十几个系统，操作起来控制复杂，能耗大，易出故障。投资及运行成本较高。典型罗氏干法脱硫装置见下图。此工艺简单，只有一个系统，不用水亦不产生废水，无运动部件故不易出故障。脱硫效果稳定并容易调节。53.3 罗氏无氨催化脱硝工艺特点及与现有 SCR、技术比较当今世界上广泛使用的成熟的脱硝技术有催化和非催化氨还原技术，选择性催化还原为 SCR（selective catalytic reduction） ，选择性非催化还原为 SNCR（selective non-catalytic reduction） 。这两种技术均是用氨气或含氨气的
8、物质（氨水、高温分解产生氨气的尿素等）来还原处理烟气中的氮氧化物。其典型的反应如式（1） 、 （2）：6 NO +4 NH3 5 N2 + 6 H2O (1)6 NO2 + 8 NH3 7 N2 + 12 H2O (2) 表一、罗氏无氨脱硝技术与 SCR、SNCR 比较SCR SNCR 罗氏无氨脱硝技术原理 催化还原 无催化剂还原反应 氧化分解是否使用氨还原剂 是 过量氨气 否典型反应温度 360 oC 800 oC 80 oC，可变6DeNOx 效率 80% 90%，且灵活可调是否存在氨逃逸 是 是 否是否催化剂有毒 是 否 否投资成本 高 较低 较低操作维护成本 较高 高 低目前世界上和我
9、国通常采用的 SCR（选择催化还原）法进行锅炉烟气脱硝。在 V-Ti 系催化剂上，350，加入氨气作为还原剂进行催化还原脱硝反应，耗能巨大；由于催化过程中必须使用氨气，其运输储存均有较大的安全风险，且氨气消耗费用较高，氨气进料操作麻烦，并额外占地。在使用上不可避免地存在氨气逃逸导致二次污染等问题，除此以外，SCR 装置难以小型化到为较小锅炉使用。对于 SNCR，不使用催化剂，典型反应温度800-900 oC，使用大量过量的氨气或氨水，不但温度高能耗高、操作运行的费用高，而且过量氨气逃逸可能导致更严重的环境污染。此外，SNCR 的脱硝效率较低，经常达不到环保排放标准的要求。KLox 催化剂系列为
10、高效复合氧化催化剂即专为针对催化氧化法研发生产的催化剂，其可以在较宽和较低温度范围内（室温至 300以下）将 NO氧化为 NO2，后者与烟气中 CO 反应生成无害的氮气和二氧化碳，NO x去除率可达到 90%或更高。其反应见式（3）、（4）：2 NO + O2 2 NO2 (3)2 NO2 + 4 CO 2 N2 + 4 CO2 (4)和 SCR，SNCR 相比，罗氏脱硝法不需要使用氨气或其他氨源如尿素等，不仅会大大降低因使用氨而带来的成本，还避免了因氨逃逸造成的二次污染；活性温度低，可以应用于脱硫之后，大大降低了能耗，并且受到粉尘影响较小不易失活；有的情况下，烟气中并无足够的一氧化碳，这种情
11、况7下，在催化氧化 NO 之后，氮氧化物由碱吸收，甚至可以将氮氧化物资源化。下图为技术原理图对比。可以看出我们的技术十分简单，操作方便省事。最重要的是不使用氨气，消除了储运的安全隐患。四、罗氏脱硫脱硝案例介绍天津西青康婷生物制药有限公司 2 吨/时燃气锅炉脱硝项目2014 年 5 月中旬，在天津市西青区康婷生物有限责任公司 2t/时燃气锅炉尾气排放处安装罗氏催化氧化脱硝装置，锅炉尾气氮氧化物初始氮氧化物含量为 90-150 mg/m3，经过催化装置可以降至 30 mg/m3以下，完全符合最严的标准排放，到目前为止，装置已运行近一年，催化剂活性没有明显降低。天津津南宝德福酒家 4 吨/时燃煤锅炉
12、脱硝项目SCR脱 硝脱 硝罗 氏 脱 硝 /硫热 交 换锅炉窑炉 除 尘 器 罗 氏脱 硝 /硫 器 烟囪热 交 换锅炉窑炉 除 尘 器 罗 氏脱 硝 硫 器 烟囪脱 硝 技 术脱 硝 技 术线 路 比 较线 路 比 较工艺示意图比较工艺示意图比较82014 年 7 月，在宝德福酒店 4t/h 燃煤锅炉尾气经过除尘改造后，安装罗氏脱硝脱硝装置，氮氧化物浓度从 100-400 mg/m3 降至 30 mg/m3 以下，硫氧化物亦稳定地低于 50 mg/m3。稳定达标排放，已运行 7 个多月。北京牛栏山 20 吨/时燃气锅炉脱硝项目为新锅炉，烟气流量约 12000 立方米/时，烟气温度 150 o
13、C， 氮氧化物浓度约 200 毫克/立方米。2014 年 10 月 25 日安装罗氏脱硝装置，氮氧化物排放达到国家标准，正常运行至今。廊坊耀邦热力 35 吨/时燃煤锅炉脱硝脱硫脱尘一体化项目烟气流量约 60000 Nm3/h，烟气温度在经过余热锅炉和布袋除尘器后仅为 50 oC， NOx 与 SOx 浓度均约 400 mg/m3。在如此低温下我们经过中试，改进了工艺，中试示范处理后粉尘、SOx、NOx 出口分别达到30、50、80 mg/m 3 以下。山东淄博水玻璃窑炉脱硫脱硝一体化处理项目为新安装窑炉嵌入罗氏脱硝脱硫器，烟气流量约 30000 立方米/时，烟气温度 100 oC，氮氧化物浓度约 300 毫克/立方米，硫氧化物浓度约 500 mg/m3。2015 年 3 月运行至今，完全达到当地双指标低于 100 mg/m3 要求。9淄博京联化工水玻璃窑炉处理装置10五、结论罗氏脱硫脱硝技术可以在广泛的温度范围使用、过程简单、不产生废水、不使用氨气、不造成二次污染，适合在工业锅炉、窑炉、焦化炉、烧结炉的烟气脱硫脱硝治理，已经在不同工程中中取得了较好的效果。
