1 研究背景

NOx（氮氧化物）是造成酸雨的主要原因之一，而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)尾氣成為NOx排放的主要來源。近年來，國(guó)家對(duì)鋼鐵、電力、煉焦、水泥、陶瓷玻璃等行業(yè)的NOx排放指標(biāo)日益提高，多地已嚴(yán)格要求按照NOx排放濃度＜50mg/Nm3執(zhí)行，因此，大多數(shù)現(xiàn)有環(huán)保裝置難以達(dá)標(biāo)，亟需改造。

目前，應(yīng)用最廣泛的脫硝工藝有SNCR法和SCR法。SNCR脫硝工藝是用氨水或尿素作為還原劑噴入爐內(nèi)與NOx進(jìn)行反應(yīng)，不用催化劑。SNCR工藝的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。當(dāng)然缺點(diǎn)也很明顯，SNCR脫硝效率較低，通常只能達(dá)到20%～40%，無法應(yīng)用在對(duì)NOx排放要求較高的場(chǎng)合，在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐膛溫度低，脫硝效率不穩(wěn)定。另外，NH3逃逸率較高，不僅污染大氣，而且會(huì)與煙氣中SO2反應(yīng)生成硫酸氫銨，造成空預(yù)器腐蝕和堵塞。SCR脫硝工藝是用液氨作為還原劑，在催化劑作用下，NOx和NH3發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)溫度為280-420℃。SCR的脫硝效率高，可達(dá)90%以上。氨利用率高，氨逃逸濃度低，對(duì)煤種的適應(yīng)性較強(qiáng)。其缺點(diǎn)是，占地面積大、項(xiàng)目投資高、綜合運(yùn)行費(fèi)用高，催化劑屬于危廢，需要專門有相關(guān)資質(zhì)的公司處理。還原劑NH3屬于重大危險(xiǎn)源，存在運(yùn)輸及儲(chǔ)存的潛在危險(xiǎn)，如果采用尿素水解或熱解，那么投資和運(yùn)行成本也將大大提高。

因此，因此亟需一種無危險(xiǎn)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存的脫硝還原劑代替氨。

2生物質(zhì)脫硝工藝

江蘇敏禾科技有限公司，是致力于工業(yè)企業(yè)節(jié)能環(huán)保技術(shù)推廣及核心產(chǎn)品銷售的高新技術(shù)企業(yè)。敏禾科技自成立以來，與多家科研院所建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，針對(duì)鋼鐵、化工等行業(yè)在煙氣治理、脫硫脫硝、VOCs治理等擁有多項(xiàng)專有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并自主研發(fā)出一種新型環(huán)保型脫硝劑——BSNCR生物質(zhì)脫硝劑。

生物質(zhì)脫硝工藝（簡(jiǎn)稱BSNCR）是一項(xiàng)新型的煙氣脫硝技術(shù)，其技術(shù)特點(diǎn)為：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備占地小、投資低、脫硝效率高，溫度范圍寬（680～950℃），無二次污染，沒有液氨或氨水運(yùn)輸、儲(chǔ)存等安全問題。BSNCR脫硝工藝與SCR工藝、SNCR工藝相比，其特點(diǎn)見表1。

2.1 BSNCR生物質(zhì)脫硝劑特性

BSNCR生物質(zhì)脫硝劑，其主要成分是從秸稈、樹木等生物質(zhì)中提取的天然高分子有機(jī)物，安全無毒。其物料特性見表2。

2.2技術(shù)原理

生物質(zhì)脫硝劑在爐膛內(nèi)680-950℃的溫度區(qū)間噴入，在高溫和鈉離子的催化作用下快速分解產(chǎn)生大量高活性自由還原基團(tuán)，與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，將NOx還原成N2、CO2和H2O，不發(fā)生其他副反應(yīng)，正常運(yùn)行時(shí)，脫硝效率可達(dá)80%以上。

第一步，脫硝劑高溫裂解生成還原性自由基團(tuán)：

NaTN→Na+（-CH3）+（-CH2）+（-C2H）+HCCO+NCO+H2O

第二步，還原性自由基團(tuán)分別同NOx反應(yīng)：

（-CH3）+NO→N2+H2O+CO2；（-CH2）+NO→N2+H2O+CO2

（-C2H）+NO→N2+H2O+CO2；HCCO+NO→N2+H2O+CO2

NCO+NO→N2+H2O+CO2

綜合反應(yīng)式：

NaTN+NO+O2→N2+H2O+CO2

2.3工藝流程

BSNCR脫硝系統(tǒng)由卸車泵、脫硝劑儲(chǔ)罐、混合輸送泵、混合稀釋罐、脫硝劑輸送泵、分配柜、生物質(zhì)脫硝劑專用霧化噴槍及配套管道組成，全部由DCS控制，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高。

罐車運(yùn)輸來的生物質(zhì)脫硝劑，通過卸車泵送到脫硝劑儲(chǔ)罐中，經(jīng)混合輸送泵送至混合罐，與除鹽水進(jìn)行1:1混合稀釋，稀釋后的脫硝劑經(jīng)脫硝劑輸送泵送到分配柜，通過壓縮空氣霧化，送入爐膛680-950℃區(qū)間，與NOx發(fā)生還原反應(yīng)。工藝流程見圖1。

3 工程應(yīng)用

BSNCR生物質(zhì)煙氣脫硝工藝作為一項(xiàng)新型的煙氣脫硝技術(shù)，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占地小、投資低、脫硝效率高，反應(yīng)溫度范圍寬（680～950℃），無氨逃逸，無重大危險(xiǎn)源等優(yōu)勢(shì)，尤其在煙氣NOx初始濃度不大于200mg/Nm3的裝置上，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。目前，該工藝已在梅鋼、南鋼、柳鋼、瑞豐鋼鐵、德龍鋼鐵等企業(yè)的幾十套煤氣鍋爐上成功應(yīng)用，技術(shù)成熟，得到了業(yè)主的一致好評(píng)。