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一、技術(shù)背景

    何為脫硝？所謂脫硝，指的是除去煙氣中的NO_X，NO_X主要是NO和NO₂組成，而NO含量占90%以上。要除去煙氣中的NO和NO₂，就必須研究NO和NO₂的性質(zhì)。

    NO是一種惰性氧化物，它雖然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在0℃時(shí)，一體積水可溶解0.07體積的NO。NO最特殊的化學(xué)性質(zhì)是加合作用，在常溫下能與空氣中的氧化合，生成紅棕色的NO₂。NO是不穩(wěn)定的，和O₂相遇，能使O₂分裂成氧原子，并和其中的一個(gè)氧原子結(jié)合成NO₂。

    NO₂是紅棕色有特殊臭味的氣體，在-10℃左右聚合成N₂O₄，在120℃時(shí)N₂O₄全部分解成NO₂，溫度再高NO₂開始分解成NO和O₂。NO₂是一種強(qiáng)氧化劑，它能把SO₂氧化成SO₃。NO₂溶于水生成硝酸和亞硝酸。NO₂的毒性是NO的5倍。

    NO和NO₂是怎樣產(chǎn)生的呢？一般情況下N₂和O₂和不發(fā)生化合反應(yīng)。氮氧化合物是在空氣中放電時(shí)或在高溫燃燒過程中產(chǎn)生的，首先生成NO，然后由NO氧化成NO₂。在高溫燃燒過程中空氣中的氮和燃料中的氮化物等不可能燃燒的物質(zhì)與氧起化學(xué)反應(yīng)，首先形成NO，隨后它的一部分在煙道內(nèi)與氧化合形成NO₂，大部分的NO從煙囪中排入大氣，并與大氣中的氧結(jié)合成NO2。而未被氧化成NO₂的NO就在大氣中與NO₂共存下來。

    在燃燒過程中燃燒氣體溫度越高，過?？諝庠蕉?，形成NO量就越多。即在燃燒效率越高的情況下，NO越容易生成。這種燃燒方式生成的NO₂中NO占90%以上，NO₂較少。

按照常用的燃燒方式，煤的燃燒物中NO₂的含量為500-1500ppm。

二、濕法脫硝添加劑

目前，國內(nèi)外已開發(fā)出很多種NO_X的脫除工藝，在各種NO_X脫除工藝中，燃煤鍋爐采用脫硫添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的方法，具有不改變鍋爐原有結(jié)構(gòu)、無需巨額的前期改造資金、不改變現(xiàn)行的鍋爐操作方式、無需占用大量的場(chǎng)地，占地面積小、脫NO_X成本低、設(shè)施簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合老舊電廠進(jìn)行脫NO_X技術(shù)改造。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，脫NO_X效率≥90%。該技術(shù)可達(dá)到較高的脫NO_X效率而不需要昂貴的催化劑，比采用選擇性催化還原法（SCR）和非催化性還原法（SNCR）技術(shù)的投資節(jié)省50%-80%，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用節(jié)省60%-80%，脫NO_X工藝簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，省去了還原劑氨尿素及銨鹽的添加，解決了催化劑堵塞和老化失效更換的問題，節(jié)約了大量的資源。采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的脫NO_X方法，是一種無需大的設(shè)備投入，不用催化劑和免除還原劑氨泄漏，設(shè)備投資少，可用于現(xiàn)有石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)進(jìn)行改造。將石灰石-石膏濕法脫硫改造為脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的方法進(jìn)行脫硝。

三、濕法脫硝原理

    脫硝方法分為干法和濕法兩種。干法脫硝效率在80%左右，且成本較高。這里采用濕法脫硝。

    NO₂溶于水生成硝酸和NO：

    3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

    當(dāng)氧氣足夠時(shí)：

    4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃

    NO雖然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在0°C時(shí)，一體積水可溶解0.07體積的NO。NO難溶于水成為脫硝的難點(diǎn)。但在“濕法脫硝技術(shù)”中有足夠的水使NO溶于水中，有關(guān)研究表明當(dāng)水溶液中硝酸含量>12%時(shí)，NO的溶解度比在純水中大100倍，即一體積水能溶解7體積的NO。設(shè)煙氣開始溶于水中時(shí)水是純凈，首先是NO₂溶于水中生成HNO₃，如果NO₂在水中不被還原，按照“濕法脫硝技術(shù)”中煙水的比例計(jì)算，2小時(shí)44分鐘后，水溶液中硝酸的含量將為12%左右。因此可以說NO溶于水中是不成問題的。

    NO和NO₂既然都已溶于水中，采用濕法脫硝添加劑將它們還原成N₂氣。濕法脫硝添加劑就已經(jīng)在水溶液中悄悄地進(jìn)行著。因?yàn)镹O₂在煙氣中的數(shù)量都很小，濕法脫硝添加劑的數(shù)量是足夠的。如果NO₂的數(shù)量不能全部被還原，剩余的部分將被留在溶液中。

四、技術(shù)特點(diǎn)

  （1）脫硝添加劑可以在石灰石濕法脫硫的脫硫塔中進(jìn)行。

   （2）脫硝效率80%—90%，可在不使用SCR脫硝技術(shù)的情況下，實(shí)施NO₂達(dá)標(biāo)排放。

   （3）造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用極低，運(yùn)行管理工程量極少。

   （4）工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制。

   （5）測(cè)控參數(shù)少（PH值、溫度、液位），測(cè)控技術(shù)成熟。

   （6）各流程均有成熟技術(shù)可借鑒。

   （7）適合各種規(guī)模的電站及工業(yè)鍋爐。

   （8）對(duì)各種含硫煤（油）具有較好的適應(yīng)性。

   （9）對(duì)燃燒裝置無不良影響，生產(chǎn)工藝、原料來源及產(chǎn)物應(yīng)用對(duì)周邊企業(yè)無依賴性。

   （10）有利于煙氣NOx的吸收和脫除。

   （11）不造成（水體、噪聲、粉塵等）二次污染。

   （12）脫硫脫硝在同一個(gè)裝置內(nèi)完成。一次性投資，脫硝率90%以上，可實(shí)現(xiàn)NO₂達(dá)標(biāo)排放。

   （13）運(yùn)行費(fèi)用低。比傳統(tǒng)脫硝方法降低運(yùn)行費(fèi)用50%—80%。

五、煙氣脫硝技術(shù)對(duì)比

    與傳統(tǒng)的SCR脫硝方法脫硝相比，即解決了用SCR脫硝法占面積大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、蜂窩狀催化劑容易結(jié)垢、堵塞、中毒等問題，又可解決脫硫煙氣中的NO2的問題，脫硫脫銷在同一個(gè)裝置內(nèi)進(jìn)行，脫硫脫銷一舉兩得，脫硝效率99%以上，不需大的投資建設(shè)脫硝設(shè)備，成本低、大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。

六、社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義

濕法脫硝技術(shù)是{zj1}商業(yè)優(yōu)勢(shì)的脫硝技術(shù)，“濕法脫硝技術(shù)”使（濕法）煙氣脫硝設(shè)備及裝置的小型化、普及化成為可能，使治理NO₂污染在一些經(jīng)濟(jì)條件較差的國家和地區(qū)的普及應(yīng)用成為可能。它的經(jīng)濟(jì)、{gx}、節(jié)能、環(huán)保、集控的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)有利于為眾多企業(yè)所接受，為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科技的進(jìn)步做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

七、市場(chǎng)前景

（1）采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的方法，對(duì)NO_X的控制效果顯著，600MW燃煤鍋爐NO_X排放水平遠(yuǎn)低于《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-1996）的規(guī)定值。

   （2）采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的方法，技術(shù)成熟，易于操作，且可確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行，鍋爐效率等于或優(yōu)于未采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合法的600MW超臨界直流鍋爐，且不增加機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用，也不產(chǎn)生其他次生污染物。

   （3）采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時(shí)脫硝相結(jié)合的方法可作為我國燃煤電廠，特別是大中型燃煤電廠控制NO_X污染的手段之一。