Застосування технології денітрифікації димових газів у металургійній промисловості: порівняння технологій SCR та SNCR
2024-07-25
Металургійна галузь чорної металургії є важливою частиною національної економіки, забезпечуючи незамінну матеріальну основу життя країни та її народу. Однак з постійним зростанням виробництва чавуну і стали проблема викиду газів, що відходять, стає все більш серйозною. Відхідні гази, що утворюються у процесі виробництва сталі, певною мірою забруднюють атмосферне середовище. Серед них оксиди азоту (NOx) є одним із основних забруднювачів, які завдають шкоди здоров'ю людини та екологічній обстановці. Тому очищення газів у металургійній промисловості особливо важлива. Технологія денітрифікації димових газів є одним з ефективних засобів боротьби з NOx у газах металургійної промисловості, технологія селективного каталітичного відновлення (SCR) і селективного некаталітичного відновлення (SNCR) в даний час є основною з двох технологій денітрифікації, які відіграють ключову роль у металургійній промисловості в обробці відпрацьованих газів.
Огляд технології денітрифікації димових газів
Технологія денітрифікації димових газів - це процес перетворення оксидів азоту в газах, що відходять, у нешкідливі речовини за допомогою хімічних реакцій або фізичних методів. Відповідно до різних принципів обробки, технології денітрифікації димових газів можна розділити на три категорії: сухі, напівсухі та мокрі. Серед них суха денітрифікація переважно використовує каталізатори для стимулювання реакції між NOx та відновниками (наприклад, аміаком, сечовиною тощо); напівсуха денітрифікація додає відповідну кількість води на основі сухого методу підвищення ефективності реакції; а мокра денітрифікація полягає у перетворенні NOx у нешкідливі речовини за допомогою реакції в рідкій фазі.
Технологія селективної каталітичної нейтралізації (SCR)
l Принцип
Технологія SCR передбачає використання відновників, таких як аміак (NH3), що вступають у селективну хімічну реакцію з NOx під дією каталізатора з утворенням нешкідливого азоту (N2) та води (H2O). Присутність каталізатора знижує температуру реакції та збільшує швидкість реакції, що призводить до значного підвищення ефективності денітрифікації.
lЗастосування
У металургійній промисловості технологія SCR зазвичай застосовується для обробки високотемпературних, високопильних, сірчаних вихлопних газів. Оскільки до каталізатора пред'являються певні вимоги щодо температури та вмісту пилу, необхідна попередня обробка вихлопних газів, наприклад, охолодження та видалення пилу. Крім того, технологія SCR може бути поєднана з технологією сіроочищення для досягнення комплексного очищення від сірки та денітрифікації.
l Особливості
(1) Висока ефективність денітрифікації: за відповідних умов реакції ефективність денітрифікації за технологією SCR може досягати більше 90 %.
(2) Підвищені вимоги до умов вихлопних газів: на активність та термін служби каталізатора впливають температура, вміст пилу та інші фактори, тому потрібна строга попередня обробка вихлопних газів.
(3) Вищі інвестиційні та експлуатаційні витрати: необхідність використання каталізаторів та відновників, а також складність конструкції обладнання, що призводить до відносно високих інвестиційних та експлуатаційних витрат.
Технологія селективного некаталітичного відновлення (SNCR)
Принцип
Технологія SNCR має на увазі використання відновників, таких як сечовина або аміак, для селективної хімічної реакції з NOx з утворенням нешкідливого азоту та води без каталізатора. Реакція зазвичай протікає в умовах високої температури, тому її називають технологією високотемпературної денітрифікації.
lЗастосування
У металургійній промисловості технологія SNCR підходить для обробки відпрацьованих газів низької та середньої температури. Оскільки каталізатор не потрібний, температура та вміст пилу у вихлопних газах відносно низькі. Технологія SNCR зазвичай поєднується з вихлопною системою котлів, нагрівачів та іншого обладнання для реалізації денітрифікаційної обробки вихлопних газів.
lFeatures
(1) Помірна ефективність денітрифікації: за відповідних умов реакції ефективність денітрифікації за технологією SNCR може досягати 60-80 %.
(2) Нижчі вимоги до умов вихлопних газів: через відсутність каталізатора температура та вміст пилу у вихлопних газах відносно низькі.
(3) Більш низькі інвестиційні та експлуатаційні витрати: оскільки немає необхідності у використанні каталізатора та складної конструкції обладнання, це призводить до відносно низьких інвестиційних та експлуатаційних витрат.
Порівняння технологій SCR та SNCR
l ефективність денітрифікації: ефективність денітрифікації за технологією SCR вища, ніж за технологією SNCR, перша може досягати більше 90%, друга - 60% -80%.
l за вимогами до умов вихлопних газів: технологія SCR за температурою вихлопних газів та вмістом пилу висуває більш високі вимоги, потрібна строга попередня обробка; а технологія SNCR за умовами вихлопних газів потребує менше.
l Інвестиційні та експлуатаційні витрати: Інвестиційні та експлуатаційні витрати за технологією SCR вищі, ніж за технологією SNCR, в основному через використання каталізаторів та відновників та складну структуру обладнання.
Сфера застосування: технологія SCR підходить для обробки високотемпературних, високопильних та високосірчистих вихлопних газів; в той час як технологія SNCR підходить для обробки низько- та середньотемпературних вихлопних газів.
Технологія SCR має такі характеристики, як зріла технологія, висока ефективність денітрифікації, стабільна робота, відсутність вторинного забруднення тощо. Технологія SCR зазвичай вибирається, коли ефективність денітрифікації має бути понад 70%. Ефективність денітрифікації технології SCR може бути більше 90%.
Ефективність денітрифікації SNCR в пиловугільній топці зазвичай становить 40~50%, а ефективність денітрифікації в киплячому шарі, що циркулює, зазвичай становить 50~70%.
