水泥窑烟气脱氮技术介绍

我国至2010年末已拥有新型干法水泥生产线　1 200余条，年产熟料逾9.5亿吨，窑尾烟气排放量如按2m3/kg计（标态，以下同），NOx排放平均按 1 000mg/m3计，全年仅新型干法窑的总排量即达190万吨，严重威胁着人类赖以生存的环境。水泥行业不仅要在节能降耗、整治粉尘污染上下功夫，也要把烟气中NOx的治理任务提上日程。烟气脱氮技术研究已有几十年历史，特别是火电工业，其锅炉烟气NOx对大气的污染危害促进了各种脱氮技术的研发并逐渐实用化。水泥工业的脱氮技术，与电力工业的脱氮技术有很多相似之处，本文在借鉴电力工业脱氮技术的基础上，结合水泥工业自身特点，对水泥工业可以采用的几种脱氮技术进行介绍，以期早日实现水泥工业脱氮技术的产业化。     

水泥窑烟气SNCR脱硝技术喷射系统的关键问题研究

现阶段,减少NO_x的排放量已成为水泥行业可持续发展的必要条件之一。分别从喷氨位置、喷氨角度、氨水用量三因素探讨水泥窑烟气SNCR脱硝技术喷射系统的关键问题。结果显示,除喷氨角度外,喷氨位置及氨水用量对分解炉出口截面NO质量浓度及脱硝效率影响较大,在进行水泥窑烟气SNCR脱硝时,喷氨位置选定在上部柱体底部,且需喷射较为多量的氨水。     

水泥窑低温SCR脱硝技术中试研究

以锐钛型工业级蜂窝状催化剂为材料,在新型干法水泥生产线窑尾布袋除尘器后进行了10 000 m3/h的低温选择性催化还原脱硝（SCR）试验研究。结果显示,空速对脱硝效率的影响受制于催化剂活性温度,5 000h-1空速值设计是可行的。温度是SCR脱硝的关键因素。脱硝效率随着温度升高而增高,130 ℃时脱硝效率大约30%,150 ℃脱硝效率达50%,170 ℃可实现80%以上脱硝效率,稳定实现100 mg/Nm3以内排放,氨逃逸浓度小于1 ppm。     

SNCR脱硝系统的工程应用研究

<正>随着我国工业的持续发展,由氮氧化物等污染物引起的酸雨和雾霾问题日益突出,成为当前迫切需要解决的环境问题。GB4915—2013《水泥工业大气污染物排放标准》要求已有或新建水泥厂水泥窑NOx排放量应小于400mg/m3(标态,以NO2计,10%O2);工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》(工原[2010]第127号文件)"对水泥行业大气污染物实行总量控制,新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%的烟气脱氮装置"。东方希望重庆水泥有限公司计划对2条4800t/d生产线(A线和E线)开展水泥窑系统的脱硝技术改造,并委托我公司     

新型干法水泥生产线高温氨法脱硫技术 研究及应用分析

基于水泥窑SO_2排放特性研发了新型高温氨法脱硫技术。该技术主要包括三部分:反应剂储运系统,反应剂喷射系统,反应剂喷射区域选择策略。整套系统设置自动控制程序,并与中控系统深度整合,根据窑尾烟囱SO_2的浓度变化自动调整喷氨量。通过合适的氨水喷量能够将使水泥熟料生产线排放浓度完全控制在国家标准(标况下)200 mg/m3以下,从而满足现阶段水泥工厂的SO_2减排需求。     

SCR脱硝喷氨格栅中多角度喷嘴布置的应用研究

SCR烟气脱硝需要将氨气与空气混合后喷入烟道脱硝,氨气浓度控制在5%左右。由于SCR脱硝采用催化剂脱硝,因此需保证烟气与氨气在进入催化剂前均匀混合,氨气喷入烟一般采用喷氨格栅形式,喷氨格栅上根据烟道尺寸的不同布置有不同数量的喷嘴。本文介绍一种新型的喷嘴布置形式,通过调整喷嘴的角度和喷嘴大小,使氨气的喷射效率更高,混合均匀性更好。     

循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验研究

随着大气污染形势日趋严峻,控制NOx排放的相关环保标准也日益严格。选择性非催化还原技术(SNCR)可以有效降低NOx排放,但受限于反应温度窗口狭窄,在流化床中的脱硝效率有限。研究表明H2、碳氢化合物和CO作为添加剂时,可以拓宽SNCR的反应温度窗口,促使低温下的脱硝反应得以进行;但在循环流化床热态试验系统上,鲜有使用工业副产品如煤气化合成气作为添加剂,分析H2、碳氢化合物和CO共存时对SNCR产生的影响效果。为了探究合成气与氨构成的混合还原剂对脱硝反应的影响,在循环流化床热态试验系统上,对比了合成气与氨水构成的混合还原剂和氨水的脱硝效果,同时考虑了反应温度、NSR、添加剂浓度、添加剂喷射位置等影响因素。结果表明:在840℃低温下,使用氨还原剂的SNCR反应已经失效,还会增加NOx排放量。混合还原剂可大幅提高低温区的脱硝效率,添加合成气能促使SNCR反应在此较低温度下进行。840℃时,脱硝效率从0提升至44%～62%。在氨氮摩尔比较低的情况下,如NSR=0.5或1.0、合成气为120×10-6时,合成气喷射位置的不同对NOx排放量影响不大;但当氨过量时(NSR1.0),将合成气喷射至分离器前温度较低的烟气管道中,能增强氨的选择性,进一步降低NOx排放量。当NSR=1.5时,NOx的排放量达到了最低101～110 mg/m3,相比炉膛出口处喷射降低了约60 mg/m3。独立喷射氨水与合成气使其在炉内混合的方式,比氨气与合成气预混后喷射方式好,NOx排放量会降低60 mg/m3左右。合成气添加剂与氨存在很强的相互协同、相互促进作用,合成气可以提高氨还原剂的选择性。     

一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化工艺

正本发明涉及一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化工艺,适用于烟气温度大于180℃,SO_2含量小于150mg/Nm3~的焦炉烟道废气脱硫脱硝,根据流态化原理在脱硝之前先干法脱硫,采用焦化厂蒸氨工段产生的剩余氨水蒸发出来的氨气作为还原剂,利用布袋-除氨催化剂复合结构作为除尘及脱硝手段,高效脱硫脱硝的同时,可控制氨逃逸量低于国家排放标准值。与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)一体化脱硫脱硝     

水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺优化方法

为了提高SCR脱硝效率,以水泥窑尾系统为研究对象,提出烟气SCR脱硝工艺优化方法。依据SCR脱硝工艺脱硝方式,选择的V2O5-TiO2成分催化剂,从脱硝控制、反应机理、反应物扩散三个方面,确定水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺脱硝的反应原理;计算SCR脱硝工艺脱硝的效率,结合SCR脱硝工艺反应原理,提取SCR脱硝工艺中影响SCR脱硝工艺脱硝效率的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能等因素;采用最小二乘支持向量机,设定优化函数,优化SCR脱硝工艺的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能。设定SCR脱硝工艺试验参数值,应用试验结果：平均供氨流量在设定值范围±0.3 m3/h上下波动,SCR反应器入口NOx浓度,在设定值的上0.4 mg/m3、下0.3 mg/m3范围内波动,SCR出口NOx浓度在设定值上下R0.5 mg/m3波动,对于脱硝过程控制能力高,经脱硝效率计算公式计算,优化后的SCR脱硝工艺脱硝效率提高了3.75%。     

焦炉烟气低温脱硝催化剂开发成功

<正>近日,中科院兰州化学物理研究所开发的低温高效整体型氨选择催化还原(NH3-SCR)催化剂在山东兖州某焦化企业成功进行了余热回收后的焦炉烟气脱硝侧线试验。兰化所科研人员研发的低温催化剂及脱硝技术有望为焦炉大烟道气余热利用、脱硝综合治理提供解决方案。试验以工业级稀氨水为还原剂,在158~165℃低温条件下,入口氮氧化物(NO3)质量浓度小于或等于1 200 mg/m3、二氧化硫质量浓度小于或等于150 mg/m3时,出口氮氧化物质量浓度小于或等于180 mg/m3,     

黏结剂对柴油车用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂选择性催化还原性能的影响

采用偏NH_4VO_3和TiO_2为前驱体制备选择性催化还原(SCR)催化剂涂层所需浆料,将浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上,得到整体涂覆式SCR催化剂。研究了SiO_2溶胶、H_3PO_4及H_3NO_3对催化剂涂层耐久性及活性的影响。在模拟评价装置上对催化剂活性进行了评价。结果表明,SiO_2溶胶和H_3PO_4对催化剂涂层耐久性具有明显改善作用,质量分数8%的SiO_2溶胶和4%的H_3PO_4使催化剂涂层脱落率从32.71%降至4.08%和17.89%;V_2O_5-WO_3/TiO_2-4%SiO_2溶胶催化剂表现出较高的活性和选择性,新鲜催化剂NO的起燃温度(T_(50))为205℃,随着H_3PO_4添加量的增加,催化剂低温活性逐渐降低,高H_3PO_4添加量时,催化剂表面被H_3PO_4覆盖,大部分与钛及钒键连接的羟基基团被P—OH所取代,催化剂SCR活性降低。     

超低温（< 150℃）SCR脱硝技术研究进展

以氨为还原剂的选择性催化还原（SCR）技术是工业脱硝的主流技术。我国已形成在180~420℃（包含低温和中高温）范围内具有良好应用效果的SCR技术及其催化剂体系,但超低温段（< 150℃）仍有待突破。超低温SCR脱硝通常位于“除尘-脱硫”工艺之后,具有烟气组成简单、能耗少、改造成本低等优点,吸引了研究人员的广泛关注。在简要分析不同行业烟气排放特征及治理现状的基础上,总结了150℃以下具有良好SCR活性的催化剂体系（锰基、钒基、铬基和活性炭基）,重点对催化剂的抗水、硫、碱金属和硝铵中毒性能进行了探讨,并介绍了该领域最近的一些中试/侧线试验研究进展情况,最后对这一技术的未来发展方向进行了展望。     

Recent progress on elimination of NOx from flue gas via SCR technology under ultra-low temperatures (< 150℃)

Selective catalytic reduction of NO with NH₃ (NH₃-SCR) is a well-established technology for eliminating NO_x from stationary source. Over the past decades, great progress has been achieved in China in developing practical SCR catalysts that can work well in power plant and other fields like coking industry at low and medium temperature range (180 — 420℃). However, the extension of SCR technology to ultra-low temperatures (e.g., < 150℃), which can meet the requirement of flue gas treatment from diverse non-electricity fields like cement kiln and industrial boiler, is still a big challenge. Ultra-low temperature SCR denitrification is usually located after the “dust removal-desulfurization” process. It has the advantages of simple flue gas composition, low energy consumption, and low transformation cost, which has attracted wide attention from researchers. In this mini-review, we first give a brief introduction on the current status of flue gas control from different industrial fields. Then, the catalyst systems (MnO_x, VO_x, CrO_x, activated carbon) that can provide good deNO_x performance under 150℃ are summarized, and the resistance property to H₂O, SO₂, alkali metals and ammonium nitrate species is emphasized. As well, the recent progress over pilot experiments for industrial application is introduced. Lastly, the prospect of ultra-low temperature SCR denitrification is discussed.     

Research progress of selective catalytic reduction of NOx at medium-low temperature

概述了国内外在中低温条件下开展的贵金属、分子筛、炭基及金属氧化物四大类选择性催化还原（SCR）催化剂的最新研究进展,为工业窑炉烟气催化脱硝提供催化剂研究前沿信息。分析了各类SCR催化剂的特点,特别是在改性、耐硫抗水及机理研究方面的工作。为了实现SCR技术在工业窑炉烟气中的应用,需充分利用各活性组分在中低温、耐硫、耐水等方面的突出性能,结合过渡金属氧化物对现有成熟SCR催化剂进行改性,提升中低温催化NO_x性能和抗中毒能力,将具有较好的研究和应用前景。     

炭基催化剂脱硝技术机理与影响因素的研究进展

炭基催化剂脱硝技术作为一种极具潜力的硫、硝、尘一体化干法脱除技术,具有低温脱硝、节水和消白烟等优点。综述了炭基催化剂脱硝机理的研究进展,将炭基催化剂脱硝机理分为炭基催化剂的吸附性与表面官能团的催化还原性和NH_3选择性催化还原性能两大类。对烟气温度、空速、氧气浓度、水蒸气浓度、氨氮比、SO_2浓度、炭基催化剂空隙结构和负载物等因素对炭基催化剂脱硝技术脱硝效率的影响进行综述,并展望了炭基催化剂脱硝技术的研究方向,指出炭基催化剂脱硝机理及影响因素仍有必要进行深入和针对性的研究,尤其是联合脱除时的脱硝机理及影响因素研究更应加强,并进一步在中试平台上进行较高温度、低空速等相关专题的实验。     

超重力强化干法脱硝制氨工艺

将超重力法氨水吹脱制氨技术用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺(需氨5vol%~10vol%),以空气?氨水为实验体系、旋转填料床为吹氨设备,考察了进气温度、超重力因子、气液体积比在装填不同填料时对脱氨率和产氨率的影响规律。结果表明,处理气量为4~10 m3/h时,丝网和乱堆两种不锈钢填料的吹脱率均随进气温度、超重力因子和气液体积比增大而增大;产氨率随进气温度和超重力因子增大而增大,随气液体积比增大而降低,产氨率达10%以上,与SCR法所需浓度一致,表明超重力氨水吹脱所制氨浓度可用于SCR脱硝。处理气量为50?700 m3/h时,吹脱浓度1wt%的氨氮废水,产氨率最大为3.0%。虽不满足SCR脱硝要求,但可将氨氮废水吹脱和氨水吹脱工艺相结合,节约氨水消耗量。     

Selective catalytic reduction failure of low NH3-NOx ratio

An insufficient amount of NH_3(ammonia) will reduce the conversion efficiency of NO_x , which may lead to excess NO_x emissions, resulting in NH_3-SCR failure. In this article, SCR failure caused by a low NH_3-NO_x ratio is studied systematically by experiments. The main reasons for a low NH_3-NO_x ratio in SCR include insufficient urea injection, hydrothermal aging of catalysts and urea crystallization. It was found from an insufficient urea injection experiment that with the increase of NH_3-NO_x ratio, the NO_x conversion efficiency of the SCR system increased, but the ammonia leakage also increased. The main influencing factors of NO_x conversion efficiency are different under different NH_3-NO_x ratios. A flow reactor system was used in the catalyst hydrothermal aging experiment to investigate the effect of hydrothermal aging on catalyst activity. After a 24 h hydrothermal aging experiment at 800 °C, the NO_x conversion efficiency of the copper-based zeolite catalysts decreased significantly at the boundary of medium and low temperature regions. And the NO_2-NO_x ratio in the mixture had a significant effect on the catalytic performance.Thermogravimetry coupled to Fourier transform infrared spectroscopy(TG-FTIR) was used to analyze the composition of urea deposits in a urea deposits analysis experiment. It was found that the main components of urea deposits were urea and isocyanic acid(HNCO). Preventing HNCO polymerization, especially the formation of CYA, can decrease the formation of urea deposits.     

降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验

采用浸渍法制备铬基催化剂,在10%Cr/TiO_2基础上研究锑负载量对催化剂催化氧化NO活性的影响。结果表明,350℃焙烧的10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂具有最佳的NO催化氧化活性,在NO体积分数为0.07%、O2体积分数为5%,空速27 000 h-1条件下,260℃时NO氧化率可达到50%,满足紧凑型SCR条件。XPS表明新鲜催化剂表面铬主要以Cr3+形式存在,经NO催化氧化反应后出现Cr6+。此外考察SO_2对催化剂的影响发现,加入体积分数为0.03%的SO_2后,350℃时10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂经15.6 h后效率由50%缓慢下降并稳定在17%,热再生后活性完全恢复。在NO催化氧化联合SCR实验中发现,当NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR在高空速下仍具有很高的脱硝率。空速为300 000 h-1、200℃时紧凑型SCR脱硝率达到90%,比标准SCR提高了39.5个百分点。可有效解决船舶SCR布设空间不足的问题。     

添加Pt的选择性催化还原催化剂低温去除NOx的研究

以锐钛矿型TiO2为载体,V5O2和WO3为活性组分,添加微量贵金属Pt,制备了选择性催化还原脱硝催化剂,并对催化剂样品进行表征和脱硝性能试验.结果表明,贵金属Pt的加入,使催化剂样品比表面积、起活温度和温度窗口均发生一定的改变,在低温段具有良好的催化活性.在温度160℃和氨氮体积比0.8～1.2时,催化剂的脱硝率较稳...