Перспективы технологий десульфуризации и денитрификации дымовых газов промышленных печей — введение в технологию десульфуризации и денитрификации с использованием раствора мочевины в одном этапе
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем newsdom 10.03.2019 в 09:47. На основе традиционных методов десульфуризации с использованием аммиака, новых методов денитрификации с применением растворов мочевины, а также других связанных технологий было проведено углубленное исследование. С учетом механизмов реакций при десульфуризации с использованием аммиачного раствора и денитрификации с использованием растворов мочевины была научно оптимизирована процессная схема. Была неоднократно отработана структура элементов, расположенных внутри башни. Это позволило сохранить высокую эффективность десульфуризации (не менее 99%) и значительно повысить эффективность денитрификации (не менее 90%). Таким образом была максимально реализована полезность многофункциональной башни; все этапы процесса – очистка, поглощение, концентрирование, окисление – работали на полную мощность. Это позволило существенно снизить затраты на строительство и эксплуатацию оборудования. Технология влажного денитрификации с использованием раствора мочевины основана на том, что при температуре дымовых газов ниже 200°C скорость окисления NO резко увеличивается; в результате образуется HNO2, хорошо растворимый в воде. Раствор мочевины может быстро реагировать с HNO2, образующимся в результате растворения NOx в воде, в результате чего образуются N2 и H2O. В небольших количествах также может образовываться кислота *ao. После объединения технологий десульфуризации с использованием аммиака и денитрификации с использованием мочевины отходные жидкости, образующиеся в процессе денитрификации, могут служить дополнительным сырьем для процесса десульфуризации, тем самым обеспечивая полное использование всех ресурсов. По сравнению с традиционными методами денитрификации при высоких температурах SNCR, при средних температурах SCR и при низких температурах также SCR, этот метод обеспечивает значительные преимущества с точки зрения потребностей в воде, эффективности восстановления тепла отходящих газов после котла, а также расходов на воду, электроэнергию и пар. Поскольку происходит естественная окисление, не требуется использование внешних окислителей. По сравнению с технологиями принудительной окисления для десульфуризации и денитрификации, которые уже находят промышленное применение (например, с использованием озона, NaClO/NaClO2), затраты на эксплуатацию значительно ниже. Кроме того, при использовании этой технологии не происходит резкого повышения концентрации ионов Cl- в циркулирующей жидкости, что предотвращает ускоренную коррозию материалов под действием высокой концентрации Cl-. Также не увеличивается объем сточных вод, выделяемых системой. Для устранения SO2, NOx и пыли в дымовых газах печей традиционные методы обычно применяются по отдельности. Что касается методов десульфуризации, то существует метод использования известняка и гипса на крупных электростанциях, работающих на угле; также существуют методы с использованием шлака карбида кальция на средних и малых электростанциях, метод двойных щелочей, не требующий принудительного окисления, метод использования магния оксида, аммиачный метод с получением в качестве побочного продукта сульфуриката аммония для использования в сельском хозяйстве, а также другие методы десульфуризации ； Существуют зрелые традиционные методы или эффективные способы денитрификации: 1) метод некаталитического селективного восстановления с использованием аммиака в задней части камеры сгорания (SNCR). Этот метод подходит для денитрификации дымовых газов в котлах с циркулирующим пылевым слоем. Для котлов на угле других типов эффективность денитрификации низкая: у крупных установок она обычно не превышает 40%, а у малых котлов — даже 20%. У котлов с цепным процессом горения эффективность денитрификации ещё ниже. Сообщается, что, хотя этот метод позволяет сократить объем инвестиций и затраты на эксплуатацию (отсутствует необходимость в покупке катализаторов и их замене), он снижает тепловую эффективность котлов, а также стабильность работы оборудования в соответствующих узлах. В настоящее время его можно использовать только в качестве одного из вариантов для установок, срок службы которых уже ограничен ； 2) В последние годы широко используется технология селективного денитрификации при средних температурах (максимальная температура не ниже 280°C, обычно около 350°C) с использованием катализаторов (технология SCR). Однако из-за необходимости снижения мощности энергоблоков температура в реакторах для денитрификации иногда опускается до уровня 320°C или даже ниже 280°C. Это приводит к значительному снижению эффективности процесса денитрификации, что делает невозможным соблюдение стандартов выбросов ； 3) В последние годы благодаря неустанной работе многих научно-исследовательских институтов технология SCR для денитрификации с использованием катализатора при широком диапазоне температур (от 200 до 470°C) была внедрена в Китае. При этом эффективность денитрификации на начальном этапе использования может достигать более 90%. В некоторых проектах, например, с газом сушки шлака на сталелитейных заводах, из-за слишком низкой температуры дымовых газов требуется установка теплообменника для их нагрева перед каталитическим реактором для денитрификации, что, по мнению специалистов, увеличивает производственные затраты. С 2016 года **Министерство охраны окружающей среды и соответствующие органы власти по охране окружающей среды в различных провинциях постепенно вводили требования к чрезвычайно низкому уровню выбросов дымовых газов. На установках мощностью свыше 300 МВт на вершине башни для десульфуризации устанавливаются интегрированные устройства высокой эффективности для удаления тумана и пыли. Предъявляются строгие требования к содержанию пыли в дымовых газах, поступающих в башню (не более 30–10 мг/Нм3) ； После установки на верхнюю часть дымоочистных устройств для малых и средних печей компонентов влажной электростатической очистки можно также достичь требуемого уровня крайне низких выбросов, однако затраты на инвестиции и эксплуатацию остаются относительно высокими.
Можете ли вы подробно рассказать о показателях эксплуатации технологии влажного денитрификации с использованием раствора мочевины, а также о производителях, которые её применяют?
Основным технологическим показателем в процессе денитрификации является концентрация мочевины; она не должна быть слишком низкой. Кроме того, для обеспечения показателей выбросов при необходимости добавляются небольшие количества активаторов и окислителей. Обычно при первоначальном проектировании уже учитывается необходимый степень окисления NO. По сравнению с концентрацией NO в дымовых газах, концентрация O2 превышает её в десятки, а иногда и почти в сто раз; таким образом, уровень окисления может быть полностью гарантирован. Сам механизм не похож на процесс влажного десульфуризации, при котором сульфиты должны достигать высокого уровня окисления. Что касается пользователей, то в настоящее время все еще рассматриваются варианты их выбора
В настоящее время ведется строительство: проект по улавливанию NOx с использованием технологии SCR для печей
Скажите, пожалуйста, какая организация разработала схему обработки оксидов азота?
Может ли температура дымовых газов в печи вашей компании напрямую достигать диапазона температур, необходимого для каталитической реакции в системе SCR?
Это было спроектировано дизайнерским институтом «Шанхай Хэту»
Температура в основном достигается, а электронагреватели перед реактором позволяют более стабильно контролировать температуру дымовых газов
Необходимо использовать все возможные средства для стабилизации производства — это имеет первостепенное значение. Однако дым также требует нагрева и регулировки температуры, что, вероятно, является одним из недостатков экономической эффективности так называемого метода SCR при низких температурах
Температура электрического нагревателя устанавливается примерно на уровне 200°C: это делается для предотвращения конденсации водяного пара в дымовых газах, а также для обеспечения оптимальной температуры с учетом свойств катализаторов для денитрификации при низких температурах.
Если всё будет построено и будет нормально функционировать, все будут довольны. Чудовищные теории и абсурдные идеи, пришедшие с чужих слов (каковы же на самом деле факторы, влияющие на температуру точки росы в промышленных выхлопах? На самом деле это легко объяснить). Пусть они улетят с ветром :victory::victory::):) Мир гармонии, все люди — одна семья
По сравнению с технологией влажного денитрификации с использованием раствора мочевины, существующие стандартные технологии денитрификации имеют следующие экономические недостатки: 1) по сравнению с некаталитической технологией денитрификации при высоких температурах SNCR, которая применима только к котлам с циркуляционной пылевой камерой, эта технология не требует использования дистиллированной воды и сжатого воздуха. Кроме того, отсутствует снижение эффективности восстановления тепла из дымовых газов из-за понижения их температуры при прохождении через систему выпуска дымовых газов, что в свою очередь снижает расход топлива в котельной установке； 2. По сравнению с технологией каталитического денитрификации при средней температуре (~300°C) в системах типа SCR, последняя имеет отличия из-за различий в исходных материалах для денитрификации; её недостатки также более заметны: срок службы катализатора составляет менее 3 лет, после чего его необходимо заменять, что приводит к образованию твердых отходов, требующих утилизации ； Газификация жидкого аммиака или аммиачного раствора, гидролиз удобрения мочевины при высоких температурах или его термический разложение с получением аммиака – все это процессы, требующие значительных затрат энергии. В процессе производства, поскольку реактор находится в режиме денитрификации дымовых газов с высоким содержанием золы, необходимо периодически или в моменты возникновения необходимости использовать пар под высоким давлением или устройства для очистки от золы. Все это приводит к довольно высоким затратам на эксплуатацию процесса денитрификации. 3. По сравнению с технологией каталитического денитрификации при средней температуре (~180°C) в системах типа SCR, в последней для газов, температура которых не соответствует требованиям к каталитической активности, обычно применяется метод повышения температуры путем сжигания дополнительного газа. Для этого используются специальные устройства для нагрева и охлаждения газов. Например, в одной из описанных технологий обработки газов, получаемых в процессе синтеза, используется следующая последовательность операций: «десульфуризация полусухим способом + теплообмен с помощью устройства GGH + повышение температуры газов + денитрификация с использованием системы SCR при низкой температуре + ещё один этап теплообмена с помощью устройства GGH + вентилятор для выведения газов + выброс в дымоход» ； 4. По сравнению с технологией десульфуризации в сочетании с принудительным окислением NO при низких температурах, последняя требует наличия сложной системы для производства озона, потребляющей большое количество энергии, или системы для хранения и транспортировки растворов гипохлорита натрия/хлорита натрия. Это ставит более высокие требования к антиоксидантным свойствам материалов, используемых в оборудовании системы. Раствор гидроксида натрия/хлорита натрия в качестве окислителя поступает в производственную систему, что значительно увеличивает объем отходов, подлежащих обработке, из-за необходимости контроля концентрации хлорид-ионов.
В последние годы для сокращения уровня загрязнителей в атмосфере были приняты строгие законы и правила, направленные на усиление мер по борьбе с загрязнением. Данная комплексная технология сочетает в себе современные зрелые технологии отдельных узлов и, учитывая особенности дымовых газов промышленных печей, обеспечивает комплекс решений для их очистки, которые требуют небольшого количества пространства, снижают затраты на инвестиции и операционные расходы. Это способствует стабилизации эффективности работы печных установок, сокращению потребления воды, электроэнергии, топлива, а также снижению затрат на экологические проекты. Комплексная технология влажного денитрификации и десульфурации с использованием водного раствора мочевины в одном этапе полностью использует отходы процесса денитрификации, кислород, содержащийся в дымовых газах, а также особые физико-химические свойства самого NO. Помимо высокой эффективности в процессах денитрификации и десульфурации, что является общей характеристикой данной технологии, она имеет следующие преимущества по сравнению с другими существующими промышленными технологиями: не требуется использование дорогостоящей дистиллированной воды, сжатого воздуха, электрического нагрева, перегретого пара для очистки трубопроводов (или использования воздушных пушек), катализаторов (которые после потери активности становятся опасными отходами); также не требуется разделение элементов котла на отдельные части для последующего использования в процессе денитрификации с помощью SCR-технологии. При низкой температуре дымовых газов необходимо сначала повысить её с помощью электрического нагрева или создания высокотемпературных дымовых газов; кроме того, не требуется использование озона или гипохлорита натрия/хлорита натрия. Благодаря значительным преимуществам в виде низких инвестиций и малых эксплуатационных затрат, этот комплекс технологий выделяется среди других аналогично эффективных промышленных решений, что обеспечивает ему высокую конкурентоспособность на рынке.
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем newsdom 14.03.2019 в 08:45. Пост удален
В последнее время появляется все больше сообщений о том, что в последние годы активно применяются технологии денитрификации SNCR и SCR. Однако из-за неизбежной утечки аммиака возникают проблемы: кристаллы аммониевой сульфатной кислоты забивают оборудование для предварительного нагрева воздуха или дымоходы. Недавно снова столкнулись с проблемой засорения кристаллами аммиачного хлорида. Кроме того, аммиак утекает в систему десульфуризации на основе гипса, что затрудняет кристаллизацию гипса. В результате содержание влаги в обезвоженном гипсе остается высоким в течение длительного времени — примерно на уровне 15%. Также существуют проблемы, связанные с ускоренным износом системы из-за высокого содержания примесей в сырье — известняке. Кроме того, из-за невозможности системы поддерживать баланс воды увеличивается объем сточных вод, что приводит к перегрузке систем их обработки. Также из-за необходимости сокращения частоты промывки дезодораторов возникают проблемы с их засорением и снижением эффективности, а также превышение норм выбросов пыли и дыма. Все это делает неизбежным разработку и внедрение новых технологий.
NOx в основном представлен NO; NO не растворяется в воде. Только NOx в высоких степенях окисления могут растворяться в воде. Как же окислить NO до состояния с высокой степенью окисления?
Как образуется HNO2?
Найдите книгу о технологии производства промышленной нитратной кислоты и прочитайте её — тогда всё станет ясно
Найдите книгу о технологии производства промышленной нитратной кислоты и прочитайте её — тогда всё станет ясно
Короче говоря: химические свойства NO заключаются в том, что при снижении температуры скорость их окисления кислородом из дымовых газов увеличивается, что противоположно химическим свойствам подавляющего большинства веществ. При низком уровне окисления NO в основном происходит образование нестабильного N2O3 в результате взаимодействия NO и NO2; при растворении этого вещества в воде образуется нестабильный HNO2. Когда степень окисления превышает 50%, чем выше она, тем больше молекул NO2 растворяются в воде, в результате чего образуются 2 молекулы HNO3 и 1 молекула NO. В общем, примерно так
Можно ли сделать нитрат таким же образом? Концентрации оксидов азота совершенно не находятся в одном порядке величин; как в таких условиях может быть столь высокий уровень естественного окисления?