
- •Методы и технологии очистки дымовых газов от оксидов азота
- •1. Газофазные (сухие) методы денитрации газов
- •1.1. Адсорбционные методы
- •1.2. Высокотемпературные некаталитические методы
- •1.3. Гетерогенно-каталитические методы
- •2. Жидкофазные методы денитрации газов
- •2.1. Нерегенеративные методы
- •2.2. Регенеративные методы
Природоохранные технологии на ТЭС Модуль 6
Методы и технологии очистки дымовых газов от оксидов азота
Важность проблемы защиты атмосферы от выбросов NОХ, стимулировала увеличение объема исследований, направленных на изучение механизмов образования оксидов азота при сжигании топлива и разработку методов снижения их эмиссии. Несколько позднее начаты исследования по разработке методов очистки дымовых газов от NОХ, пригодных для энергетических котлов.
Все методы очистки дымовых газов от оксидов азота - процессы денитрификации, как и процессы десульфуризации - можно разделить на сухие и мокрые. Особенностью первых является то, что в большинстве случаев они предназначены для избирательной очистки газов только от NОXс образованием конечного экологически чистого - молекулярного азота.
Мокрые (жидкофазные) методы можно разделить на процессы без регенерации абсорбента (одноразовое использование) и процессы с регенерацией абсорбента (т. е. когда абсорбент циркулирует по замкнутому контуру). Последние методы используются, как правило, для одновременной очистки дымовых газов от SО2иNОX. Конечными продуктами таких методов на ряду с молекулярным азотом являются соединения, используемые в качестве удобрения. Реализация этих продуктов может в значительной степени компенсировать затраты на строительство и эксплуатацию установок очистки дымовых газов.Большинство процессов сухой очистки основано на использовании реакций гетерогенного каталитического или термического разложения, которые протекают при температуре 300...1000 °С. Для печей и паровых котлов очистка дымовых газов, с их помощью обычно проводится до подачи газов в воздухонагреватели. Жидкофазная очистка дымовых газов, как правило, проводится непосредственно перед выбросом газов в дымовую трубу [2].
К основным методам удаления NОXс помощью сухой очистки относятся [2, 3]:
селективное каталитическое восстановление аммиаком (СКВ);
селективное высокотемпературное (некаталитическое) восстановление аммиаком;
неселективное каталитическое восстановление;
адсорбция.
Только для котлов с твердым шлакоудалением с настенными и тангенциальными горелками, другие нормативы в стадии утверждения.
В основе методов удаления NОX, а такжеNОXиSО2с помощью мокрой очистки, лежат следующие процессы [2, 3]:
окисление-абсорбция;
абсорбция- окисление;
абсорбция-восстановление, а также сочетание первого с последним.
Различными фирмами ведущих в этой области стран: Германии, Японии, США - создано более 50 разновидностей процессов сухой и мокрой очистки дымовых газов. Наибольшее число фирменных разработок приходится на долю процессов сухой очистки, особенно селективного восстановления с помощью аммиака.
Общий недостаток, характерный для всех технологий основанных на методах сухой очистки дымовых газов, заключается в том, что на всех стадиях технологической цепочки приходится иметь дело с большими объемами очищаемого газа (1 млн. м3/ч газа и более). Следствием этого являются крупногабаритные аппараты, требующие больших капитальных вложений. При использовании жидкофазных методов очистки аппараты больших объемов необходимы только на стадии промывки газа, на последующих стадиях, связанных с утилизацией извлекаемых из дымовых газов продуктов, - относительно небольших объемов.
Анализ публикаций за последние два десятилетия, посвященных очистке дымовых газов от оксидов азота, показывает тенденцию существенного увеличения числа работ, связанных с исследованиями возможности извлечения NОXиз газов с помощью жидкофазных методов.
Нормативы выбросов оксидов азота в разных странах неодинаковы и могут даже отличаться в различных промышленных регионах страны. В стандартах одних стран зафиксирована минимальная степень извлечения NОXиз отходящих газов без учета размера предприятия. В других установлено максимально возможное количествоNОX, выбрасываемых в атмосферу. В третьих - предельная концентрация, которой должны жестко придерживаться.
Некоторые европейские страны, а также США представили стандарты, которые ограничивают выбросы оксидов азота для новых и давно действующих установок сжигания топлива (см. табл.1).
Некоторые международные нормативы выбросов NОX
для сжигающих уголь установокТаблица 1
Страна |
Новые установки |
Действующие установки | ||
|
мг/м3 |
г/МДж |
мг/м3 |
г/МДж |
Австрия |
200…400 |
0,07…0,14 |
200…400 |
0,07…0,14 |
Бельгия |
200…800 |
0,07…0,28 |
- |
- |
Дания |
650 |
0,22 |
- |
- |
Страны ЕС |
650…1300 |
0,23…0,46 |
- |
- |
Финляндия |
200…400 |
0,07…0,14 |
400…620 |
0,14…0,22 |
Германия |
200…500 |
0,07…0,18 |
200…1300 |
0,07…0,46 |
Италия |
200…650 |
0,07…0,23 |
200…650 |
0,07…0,23 |
Япония |
400…510 |
0,14…0,18 |
620…720 |
0,22…0,26 |
Нидерланды |
400…800 |
0,14…0,28 |
1100 |
0,39 |
Швеция |
140 |
0,05 |
140…560 |
0,05…0,20 |
Швейцария |
200…500 |
0,07…0,18 |
200…500 |
0,07…0,18 |
Тайвань |
600…850 |
0,21…0,30 |
600…850 |
0,21…0,30 |
Великобритания |
650 |
0,23 |
- |
- |
США |
685…980 |
0,22…0,34 |
553…614 |
0,19…0,22* |
* - только для котлов с твердым шлакоудалением с настенными и тангенциальными горелками; другие нормативы в стадии утверждения