近年来,许多省市提出了垃圾点火烟气排放的地标央浼,生存垃圾点火项目遍及面对NOx提标改造的题目。
本文正在分析活性焦的特质、脱硝道理与脱硝功效的根源上,长远阐述活性焦脱硝工艺正在垃圾点火规模的可行性,并从技能与经济角度,将活性焦脱硝工艺与常用的深度脱硝工艺SCR和PNCR工艺实行比较阐述。
经济阐述的结果解释,活性焦脱硝工艺的吨垃圾运转本钱比SCR工艺低约 25%,比PNCR低约15%。活性焦脱硝的投资运转总本钱比PNCR高,静态总本钱高约20%,动态总本钱高约12%;但比SCR低,静态与动态总本钱均低约 6%。
近年来,我国多地生存垃圾点火行业烟气排放模范延续提升,如河北、河南、福修等地。多地地标中,关于氮氧化物的排放模范均比国标有所提升。我国生存垃圾点火旧例烟气处置工艺要紧为“选取性非催化还原SNCR+半干法脱酸 + 干法脱酸 + 活性炭喷射 + 布袋除尘器”,个中,脱硝工艺仅为SNCR,即可到达GB184852014《生存垃圾点火污染限度模范 》的央浼,但根本无法到达地标央浼。于是,生存垃圾点火项目遍及面对NOx处置体系亟需提标改造的题目 ,常用改造技能为正在 SNCR的根源上,叠加选取性催化还原SCR技能或者高分子脱硝技能PNCR。然而SCR技能的投资与运转用度较高,运转费约为SNCR的4 ~ 5倍,且其催化剂容易中毒。
生存垃圾点火深度脱硝时,采用中温或者低温 SCR工艺,其运转温度约为240 和180℃。SCR常配置于布袋除尘器后端,而布袋除尘器出口处烟气温度仅为150 ℃,于是,需采用蒸汽将布袋除尘器出口烟气温度加热至180~240℃,才具餍足低温或者中温SCR催化剂对运转温度的央浼,导致能耗高,变成多量蒸汽浪掷,下降了生存垃圾点火电厂的发电量。
PNCR技能工程操纵时,固然经济性优于SCR 技能,但限度氨逃逸的难度较高,障碍率高,对运转操作职员的央浼高。综上,生存垃圾点火行业需一连研究技能牢靠、运转太平,且特别经济的深度脱硝工艺。
活性焦脱硝工艺目前常操纵于焦炭、钢铁等行业的烟气脱硝处置中。活性焦价钱低易得,且不易中毒,其最优运转温度为与生存垃圾点火旧例烟气处置工艺出口温度靠近,无需对布袋除尘器出口烟气实行升温或者降温,即可直接进入活性焦脱硝工艺进一步脱硝,其正在脱硝的同时,还具备去除重金属与二噁英的才力。现有报道中,鲜见其正在生存垃圾点火规模中的工程操纵,琢磨将从技能、经济等规模多视角地长远切磋其正在生存垃圾点火烟气处置规模操纵的可行性。
活性焦自身由煤炭造备而成,拥有必然的浅化活性,可正在脱硝反响中举动碳基催化剂;其它,活性焦还拥有必然的强度与耐磨性,可正在实质工程中实行操纵。
活性焦的脱硝道理要紧是烟气中的NOx与H2O,O2正在活性焦的催化效用下反响天生HNO2,其再与插足反响器中的脱硝剂NH3反响天生NH4NO2。然而,NH4NO2的化学本质不太平, 正在活性焦的催化效用下易领悟为N2和H2O,从而杀青对烟气中NOx的脱除。
CHEN Y等的琢磨解释正在150~210℃下,负载有MNOx的活性焦脱硝率高于 90%。付亚利等琢磨发明正在200~260℃时,活性焦脱硝率可达99%。解炜等琢磨60万t/a 焦炉,其烟怀抱为14万m3/h,填装了650t(1000 m3)的活性焦,脱硝功效为89. 9%。
于是,活性焦脱硝功效正在表面上能够到达 99%以上,正在工程上可到达 90%摆布。钢铁行业爆发的烟气组分与生存垃圾行业的烟气组分雷同, 要紧污染物为SO2等酸性污染物、NO与NO2为主的 NOx、颗粒物。而生存垃圾点火行业关于深度脱硝的功效央浼仅正在50%摆布,远低于钢铁行业。且我国多地对钢铁行业的排放央浼为超净排,对 NOx的模范比生存垃圾点火行业更为厉肃。于是,正在生存垃圾点火行业操纵活性焦脱硝工艺举动深度脱硝工艺,能够到达地标关于NOx的排放央浼。
生存垃圾烟气净化组合工艺流程为“SNCR+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭喷射 + 袋式除尘器+活性焦脱硝”。除尘器出口烟气进入活性焦脱硝反响器时,入口烟气SO2质料浓度约为50mg/m3,因为活性焦对SO2有吸附效用,于是活性焦正在反响器内需平昔以较低的速率轮回,约为0.1t/h。吸附SO2后的活性焦采用蒸汽或者电为热源实行再生后送回活性焦反响器,再坐蓐生的废气搜求后输送回烟气净化入口处。活性焦脱硝工艺示主见图 1。
PNCR是将高分子脱硝剂喷射正在汽锅的高温区中,通过合理配置喷射地方、喷射流速与角度,使高分子脱硝剂与烟气可能填塞接触,高分子脱硝剂正在高温下开释出NH3,与NOx反响天生N2。然而为保护与烟气的填塞接触,会采用较高的投药系数,于是,开释出的NH3无法一概与NOx反响,容易变成“氨逃逸”的地步,导致NH3排放量超标。
SCR要紧是正在催化剂的效用下,使得还原剂(生存垃圾点火行业中为尿素溶液或者稀氨水)与烟气中的 NOx反响天生NH3。生存垃圾点火规模中,SCR要紧采用低温(反响温度约为180 ℃)或中温(反响温度约为240 ℃)催化剂。催化剂以钒钛钨类氧化物为主,价钱高贵,且烟气中的酸性污染物SO2容易以致催化剂中毒失效,于是,关于进入SCR体系的烟气中SO2含量有较高的央浼。低温催化剂对SO2更为敏锐,大大批低温催化剂对SCR入口烟气中SO2的耐受上限为60mg/m3, 高于GB184852014《生存垃圾点火污染限度模范》中的排放模范,于是,SCR对其前序脱酸工艺有比国标更高的SO2脱除央浼,增多了脱酸本钱。
活性焦脱硝与SCR脱硝工艺较为宛如,均是正在催化剂的效用下,通过还原剂将 NOx还原。两者的要紧区别正在于催化剂的区别, 活性焦脱硝工艺为直接以活性焦举动催化剂。活性焦脱硝最佳反响温度为110~180 ℃。钢铁等工程行业中采用的活性焦脱硝反响温度为140~150 ℃,这与布袋除尘器出口烟气温度附近,于是能够不颠末烟气升温历程,直接正在布袋除尘器后行使。
活性焦脱硝反响器对HCl较为敏锐,但因为前序工艺采用“半干法+干法”的组合脱酸工艺,对HCl的脱除功效较高,到达95%以上,于是,布袋除尘器出口烟气中的HCl 浓度能够餍足活性焦脱硝的需求。活性焦脱硝、SCR与PNCR 工艺比较见表 1。
以单台点火炉生存垃圾处置量为750t/d,烟怀抱为150000m3/h, 采用SNCR 根源上的深度脱硝(将烟气中的NOx质料浓度从200mg/m3降至100mg/m3),以采用氨水为还原剂为例,对3种深度脱硝工艺的投资与运转本钱实行阐述。
生存垃圾点火行业中,活性焦脱硝的空速值为400~500h-1。服从500h-1筹算,须要的活性焦为150000/500 =300(m3)。活性焦脱硝能够多模块正在高度进取行叠加,有用塔高为30m时,开发高度团体与半干法反响塔近似,约37m,活性焦脱硝体系占地约为15m2。
活性焦脱硝开发含有活性焦再生体系、 活性焦轮回体系、再生烟气搜求与回流体系。团体开发初始投资约为2300万元。研讨到生存垃圾点火项目特许筹备限期寻常为30年,个中设备期约为2年。活性焦脱硝的运转本钱以及研讨通盘人命周期下的静态和动态总本钱的筹算结果见表 2。
由表2能够看出,运转用度中,占比最高的为引风机增多电耗,占比29%;其次为还原剂泯灭用度,占比26%;电费、催化剂再生所需能源用度各占比20%,共计 40%。
活性焦脱硝与SCR、PNCR的投资运转用度比较状况见表3。从表3能够看出,工艺选取对吨垃圾运转费的影响较大。采用活性焦脱硝工艺时,吨垃圾运转本钱显然低于SCR工艺和PNCR工艺,比SCR工艺低25%摆布,比PNCR低15%摆布。
活性焦工艺的开发投资最高,其投资运转本钱比PNCR高,静态总本钱高约 20%,动态总本钱高约12%,但PNCR所用的高分子脱硝剂,属于专利产物,供应商的议价权较大,本钱限度的危害高。与SCR比拟,活性焦脱硝的投资运转静态总本钱约莫低6%,动态总本钱约莫也低6%。于是,活性焦工艺正在生存垃圾点火规模正在经济上具备操纵可行性。
(1)活性焦脱硝工艺正在生存垃圾点火规模能够举动深度脱硝工艺,烟气净化组合工艺为“SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+袋式除尘器+活性焦脱硝”。活性焦价钱低廉,容易获取,且谢绝易中毒,可加热再生,行使寿命长,同时具备必然的二噁英及重金属的吸附脱除效用,可下降粉末活性炭的喷射量。
(2)以750 t/d周围的单条点火线/h 为例。经筹算,活性焦脱硝工艺的吨垃圾运转本钱显然低于SCR及PNCR 工艺,较SCR工艺低 25%,较PNCR低15%。30年全人命周期阐述结果解释,活性焦脱硝的投资运转总本钱比 PNCR高,静态总本钱高20%,动态总本钱高12%;活性焦脱硝的投资运转总本钱比SCR低,静态和动态总本钱均低 6%。(3)活性焦脱硝举动深度脱硝工艺操纵正在生存垃圾点火规模时,须要当心以下几点:
①烟气中的水蒸气含量对活性焦脱硝功效的影响较大,提倡水蒸气含量限度正在 12%以下;②活性焦拥有易爆性,于是,须要 N2扞卫装配,须要为活性焦脱硝开发独自设备造 N2站或表接N2③活性焦拥有易爆性,提倡梗概量的活性焦烟气净化塔露天配置。
现就职中城境遇第一奇迹部,博士,高级工程师,注册筹商工程师,注册环保工程师。要紧从事固体毁灭物处置方面的科研、筹商和策画任务,先后继承和加入工程筹商与策画项目40余项,多个项目得到省市级勘测策画和筹商奖;担当和加入多项国度课题和企业课题,得到10余项专利授权,楬橥多篇论文。原文题目:经济上是否划算?活性焦脱硝工艺操纵于垃圾点火规模