伊犁胤梁餐饮管理有限公司

1、前言：　

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在能源消費(fèi)中帶來的環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重。其中，大氣煙塵、酸雨、溫室效應(yīng)和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。燃煤煙氣所含的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)是造成大氣污染、酸雨和溫室效應(yīng)的主要根源。由于氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重不斷上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。因此今年國家及地方均加強(qiáng)了對(duì)氮氧化物排放控制，新修訂的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485—2014）中氮氧化物的日均排放標(biāo)準(zhǔn)從400mg/m3收嚴(yán)至250mg/m3，并將于2016年1月1日在全國實(shí)施，因此已建成的垃圾焚燒廠進(jìn)行脫硝改造勢(shì)在必行，本文就焚燒廠兩種主要的脫硝工藝進(jìn)行淺析闡述。
　　2、項(xiàng)目背景
　工程總投資為550萬元RMB；采用工藝為：SNCR；采用脫硝劑為：氨水；脫硝效率：>50%。二期脫硝工程與主體工期同步配套建設(shè)，于2012年4月開工，于2013年1月完成調(diào)試并投產(chǎn)，工程總投資為1388萬元RMB；采用工藝為：SNCR；采用脫硝劑為：尿素；脫硝效率：>50%。
　　3、SNCR脫硝工藝的優(yōu)點(diǎn)
　　1）系統(tǒng)簡(jiǎn)單：不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的焚燒爐基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲(chǔ)槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。系統(tǒng)工藝如下：
　　2）系統(tǒng)投資?。合鄬?duì)于SCR，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價(jià)的尿素或液氨，所以SNCR造價(jià)顯然更適合我國國情；
　　3）阻力?。簩?duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響較??；
　　4）系統(tǒng)占地面積?。盒枰妮^小的氨或尿素儲(chǔ)槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預(yù)算。
　　4、兩種工藝的脫硝機(jī)理：
　　選擇性非催化還原（SelectiveNon-CatalyticReduction，以下簡(jiǎn)寫為SNCR）脫除NOx技術(shù)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。
　　1)、采用NH3作為還原劑，在溫度為900℃~1100℃的范圍內(nèi)，還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為：
　　4NH3+4N0+O2 ?4N2+6H2O ①
　　4NH3+2N02+O2?3N2+6H2O ②
　　2）、采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)為：
　　2(NH2)2CO+2N02+O2?3N2+2CO2+4H2O①
　　2(NH2)2CO+4N0+O2?4N2+2CO2+4H2O②
　　3）、目前尿素合成工藝主要以氨及二氧化碳為原料，其反應(yīng)方程式如下：
　　CO2+2NH3=NH2COONH2          ①
　　NH2COONH2=H2NCONH2+H2O ②
　　由此可見，不管是采用氨水脫硝還是尿素脫硝，其根本反應(yīng)實(shí)質(zhì)仍為NH3與NOx的反應(yīng)。
　　5、兩種工藝的物耗計(jì)算：
　　以未進(jìn)行脫硝時(shí)，垃圾焚燒廠的氮氧化物為400mg/m3，脫硝后按GB18485-2014限值250 mg/m3計(jì)算。
　　1Nm3的煙氣中含有氮氧化物（以NO2計(jì)）為400mg（8.695*10-3mol）的NO2，根據(jù)GB18485-2014版的排放限值，最終處理后的煙氣中的NO2不得超過240mg，即NO2的含量不得超過5.217*10-3mol。則由SNCR脫硝法處理的NO2的量至少為160mg（3.478*10-3mol）。
　　1)、當(dāng)以氨氣為還原劑時(shí)，根據(jù)4NH3+2N02+O2? 3N2+6H2O 算得最少需要氨氣為2*3.478*10-3mol，即118.25mg。考慮到實(shí)際脫硝率為65%，即需氨181.53mg，需25%氨水726.12mg.
　　2）、當(dāng)以尿素為還原劑時(shí)，根據(jù)2(NH2)2CO+4N0+O2?4N2+2CO2+4H2O 算得最少需要尿素為2*3.478*10-3mol，即417.35mg?？紤]到實(shí)際脫硝率為65%，即需95%一級(jí)品尿素675.87mg?？紤]到使用尿素脫硝還收尿素分解為氨的分解率影響，實(shí)際尿素耗量應(yīng)為700mg以上。
　　根據(jù)目前25%氨水價(jià)格為1500元/噸，95%尿素價(jià)格為3000元/噸，故處理相同氮氧化物氨水與尿素的物料成本比為（726.12*1500）/（700*3000）=0.51:1。
　　6、兩種SNCR工藝的比較

　　7、兩種SNCR工藝的選用總結(jié)
　　綜上所述：
　　a) 無論采用氨水還是尿素進(jìn)行脫硝，其實(shí)質(zhì)與氮氧化物反應(yīng)的均為氨。由于尿素合成使用氨水及二氧化碳為原料，因此從宏觀資源利用及環(huán)保角度考慮，使用尿素作為脫銷劑存在資源重復(fù)浪費(fèi)及重復(fù)污染現(xiàn)象。
　　b) 使用氨水的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于尿素。
　　c) 使用氨水的維護(hù)量及人工量少于尿素。
　　d) 使用氨水存在需按危險(xiǎn)化學(xué)品管理，這也是目前各企業(yè)選擇尿素作為脫銷劑的主要出發(fā)點(diǎn)。然而國家危險(xiǎn)化學(xué)品名錄未將低濃度氨水列入；再則尿素的合成使用氨氣，焚燒廠使用尿素是將管理風(fēng)險(xiǎn)及污染風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁到上游企業(yè)，從國家宏觀管理上不應(yīng)提倡。
　　因此，從目前國家國情及企業(yè)效益來講，垃圾焚燒廠在進(jìn)行SNCR工藝選擇上，應(yīng)優(yōu)先選擇以氨水為原料，并同步嚴(yán)格氨水的管理。