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日本先进的脱硝催化剂及催化装置

  来源:环境投资联盟 | 发布时间:2020-05-19

  北斗智库环保管家网讯:固废焚烧炉、火力发电等设施产生的氮氧化物(NOx)是光化学烟雾、臭氧等大气污染的主要产生源。
 
  日本在脱硝催化剂的研发和生产领域处于国际领先地位,催化剂行销全世界。日本生产的脱硝催化剂主要用于火力发电厂、垃圾焚烧厂、金属冶炼厂、水泥厂等使用焚烧炉、加热炉、煅烧炉、熔融炉、燃气涡轮等的工业领域。
 
  本文将介绍日本几种先进的催化剂和相应的烟气脱硝催化装置。
 
  烟气脱硝催化剂存在不同的种类,在原材料、结构、温度等方面有所不同,当前较为常见的催化剂主要有以下不同区分(见表1)。
 
  表1常见的催化剂类型

 
  以下是几个日本脱硝催化剂应用的案例。
 
  1、适用温度范围广泛的蜂窝催化剂
 
  此种催化剂可以在160-600°C的温度范围内使用,可应用于焚烧炉、燃气涡轮、柴油机、水泥焚烧炉、加热炉、垃圾焚烧炉等,适用范围非常广。且可长时间保持较高的NOx去除率和脱硝活性。
 
  该催化剂SO2氧化性能不强,生成的硫酸铵不多,可以有效抑制硫酸铵引起的下游设备堵塞、腐蚀等故障。通过调节蜂窝数量或孔径,还可以应对含有不同飞灰量的废气。
 
  该催化剂整体尺寸一般在150mm×150mm左右,长度最大可达到1060mm。
 
  2、高温耐热型脱硝催化剂
 
  高温耐热型脱硝催化剂的推荐使用温度在350°C以上,耐热温度最高达到700°C,在高温条件下不仅可以还原NOx,还可处理一氧化二氮(N2O),或者在NOx与N2O共存的条件下同时处理。该催化剂构造为蜂窝形,标准尺寸为150×150×50tmm,蜂窝数量为200个。
 
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  高温耐热型脱硝催化剂
 
  3、小型脱硝催化装置
 
  小型脱硝催化装置更多适用于工厂、办公楼、娱乐设施中配备的柴油机、燃气机、燃气涡轮、小型焚烧炉等设备中,脱硝率在95%以上,160-600°C的温度范围内均可使用。
 
  该装置使用干式氨接触还原法,将氨气注入含有NOx的废气中进行混合,使其通过催化层,选择性地将NOx分解为氮和水。
 
  使用流程:先根据柴油机等焚烧设备的负荷变化测定废气中的NOx浓度,按照公式计算所需的氨气量,并使用专用的喷口进行喷雾注入氨气。氨气扩散并通过反应器的催化层生成还原反应,分解NOx。随后按照实际需求使气体通过下游设备的热回收装置排放。
 
  该装置耐用,在重油焚烧炉和柴油机设备中的使用寿命可达到3-6年左右,在燃气机设备中的使用寿命则可达到5-10年。
 
  4、干法低温脱硝脱硫一体化技术
 
  该技术结合了催化法烟气脱硝技术和烟气脱硫技术,NOx、SOx的去除率均达到90%以上。
 
  而该技术的另一大特点是催化剂可以在低温状态下发生作用,最低可适用100℃左右的低温,300℃以上的中高温同样也适用,低温状态下仍可达到高去除率。
 
  同时,该技术属于干法脱销脱硫,过程中不使用水,因此无需进行废气再加热处理和排水处理。
 
  该技术的适用于煤炭火力发电厂废气、焦炉废气、垃圾焚烧炉烟气、水泥窑烟气、普通工业用焚烧炉烟气等。
 
  此技术已在中国某焦炉公司得到实验认证。该公司焦炉烟囱的烟气排放量为250000Nm3/h,引入技术前烟气中的SO2和NOx的浓度分别为250mg/Nm3、1000mg/Nm3,引进技术后分别降至30mg/Nm3、150mg/Nm3。
 
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  干法低温脱硝脱硫一体化技术原理示意图
 
  5、电厂烟气脱硝催化装置
 
  该装置使用氨气将NOx催化还原为N2和H2O,过程中不产生有害副产物,脱硝率一般可达到95%以上,还可同时抑制水银、SO3等多种有害物质的产生。
 
  该装置适用于多种类型的焚烧炉,可应对的最大发电功率达到100万kW以上,并可应对所有的化石燃料。
 
  该装置可根据燃料类型、焚烧装置构造等实际具体情况选择平板式或蜂窝式构造的催化剂。
 
  该装置主要可应用以下几种焚烧炉:
 
  使用煤炭、油、气体、油渣再生燃料油等燃料的锅炉,最多可处理烟气3100000Nm3/h;
 
  使用气体、油等燃料的燃气涡轮发电机,最多可处理烟气1600000Nm3/h;
 
  使用气体、油等燃料的燃气、蒸汽联合循环发电设备,最多可处理烟气2800000Nm3/h。
 
  该装置已在日本国内外有过1000项以上的实际应用案例,包括在燃煤电厂和工厂发电设备上的应用,涉及的发电量最大达到119万kW。
 
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  电厂烟气脱硝催化装置中使用的蜂窝式催化剂
 
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平板式催化剂

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关键词: 脱硝催化剂   环保技术   环保管家  

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