(一)固態高分子脫硝(PCR)基本原理
固態高分子脫硝(PCR)工藝是一種爐內脫銷工藝,其基本原理類似于SNCR。高分子脫硝劑作為催化還原劑通過粉體氣相自動輸送系統輸送到鍋爐爐膛中,在650℃以上被、氣化,瞬間與NOx發生化學反應,將其還原成N2和H2O,從源頭遏制NOx的生成,其反應方程式為:
CnHmNs (PCR高分子脫硝劑)+NOx
CO2+N2+H2O(1)
此技術的關鍵在于選擇合適的固態高分子脫硝劑噴入位置,保證反應溫度及脫硝劑與煙氣的充分混合。(見圖1)
(二)固態高分子還原劑
固態高分子還原劑是一種以還原活性的功能高分子材料為主要組成成分的固態粉末混合物。其中含有的主要組份有:功能高分子還原材料(CnHmNs)、乳化劑、分散劑、緩釋劑、活化劑和滲透劑,以及由氧、鎂、鋁、硅、鈣、鋇、錳和稀土元素等化合物組成的催化劑及其助劑。
還原劑借助稀土元素增加催化劑的活性,借助介孔結構的復合載體強化加氫還原活性完成加氫脫銷過程,降低生物質燃燒后的煙氣中NOx的排放量。(見圖2)
(三)固態高分子脫硝(PCR)的優勢
固態高分子脫硝(PCR)采用標準化的氣流混合及輸送一體化裝置,不受現有脫硝現場的場地及空間限制,特別適合對SCR脫硝場地有嚴格要求的場合,工藝簡單,使用方便,空間布置靈活。且脫硝劑費用低,脫硝能耗少,使用成本低。
和傳統的SNCR脫硝工藝相比,固態高分子脫硝工藝無需向爐膛中噴入工藝水,無需消耗氣化潛熱,提高了鍋爐的燃燒效率。在生物質直燃鍋爐上應用固態高分子脫硝(PCR)效率可達80%以上,遠高于SNCR。高分子脫硝劑的反應生成物為CO2和H2O,無其它有機物產生,沒有有害副產物,無二次污染,不會形成氨鹽,也無氨逃逸現象。
固態高分子脫硝(PCR)在華能吉林發電有限公司農安生物質發電廠、南陽鎮平熱電廠等項目已成功投入運行。
四、結語
(一)生物質直燃鍋爐中NOx以燃料型為主。生物質直燃鍋爐NOx原始排放濃度一般在150~450mg/m3,生物質循環流化床鍋爐比生物質爐排鍋爐NOx排放量稍低。
(二)常規生物質直燃鍋爐脫銷技術主要有低氮燃燒技術、SCR、SNCR以及SNCR -SCR聯合脫硝。這些技術在生物質直燃鍋爐應用有脫銷效率低、氨逃逸嚴重、費用昂貴、催化劑中毒和反應器堵塞、磨損等問題亟需解決,有待繼續優化和發展。
(三)固態高分子脫硝(PCR)這一新興脫硝技術具有脫硝效率高、投資及運行成本低等優點,在生物質直燃鍋爐上應用具有廣闊前景。
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