生物质锅炉脱硫脱硝工艺

生物质锅炉脱硫脱硝工艺，生物质直燃锅炉是以生物质能源作为燃料的新型锅炉，农业生产过程中的废弃物，如农作物秸秆、农林业加工业的废弃物等都可作为锅炉的燃料。生物质直燃锅炉排放烟气中的二氧化硫、氮氧化物含量较低，且不产生废渣。因此与燃煤锅炉相比，更加节能环保。现行的生物质锅炉烟气的排放标准按《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)执行。即尘、二氧化硫、氮氧化物的排放限值为30，200，200mg/m3，其中重点地区按0，50，100mg/m3执行。但随着国家对锅炉烟气环保标准的提高，加上锅炉烟气超低排放的推广实行，大气污染物排放要求将会更严格。目前很多生物质锅炉企业已经按照10，35，50mg/m3的排放限值对锅炉进行整改。

2.脱硝技术

生物质的锅炉由于燃料种类多、热值低、给料均匀性差，造成燃烧区内的温度变化剧烈，锅炉出口初始氮氧化物排放浓度波动大。生物质锅炉脱硝首先要稳定炉膛出口NOx的浓度。

生物质可采用的烟气脱硝方式包括：SNCR脱硝技术，SCR脱硝技术，臭氧氧化脱硝技术，ZYY脱硝技术等。

2.1 SNCR脱硝

SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)即选择性非催化还原法脱硝技术，是在不使用催化剂的情况下，将还原剂直接喷入到800~1100℃高温烟气中，在高温条件下，还原剂先分解为NH3及其他副产物，之后，烟气中的NOx与分解产生的NH3进一步发生氧化还原反应，将烟气中的NOx还原为N2和H20，主要反应为：8NH3+ 6NO +302→7N2+ 12H20

SNCR技术是烟气脱硝的主流技术之一，脱硝成本较低，工艺较简单，但其脱硝效率一般为20~50%左右，很难达到更高的脱硝效率。

2.2 SCR脱硝

SCR(Selective Catalytic Reduction)即选择性催化还原技术，是将还原剂送入烟道使之与烟气混合，在催化剂的作用下，在300~420℃的温度状态下将NOx还原为N2和H20，从而实现NOx的减排。

在SCR反应器内，NOx通过以下反应被还原：

4NO+4NH3+02→4N2+6H20(主反应）

6N02+8NH3→7N2+12H20（主反应）

6NO+4NH3→5N2+6H20（副反应）

2N02+4NH3+02→3N2+6H20（副反应）

SCR脱硝技术，是烟气脱硝效率最高最有效的固定源NOx治理的技术，脱硝率可以达到90%以上。但由于生物质燃料本身含有K、Na、Ca等碱性物质，燃烧后形成飞灰进入SCR系统，吸附在催化剂表面或堵塞催化剂孔道，并且与催化剂表面活性成分发生反应，造成催化剂中毒失活，对催化剂的使用寿命产生影响。为保证催化剂的安全运行，同时最大限度减小新增催化剂的烟气阻力，催化剂需选用抗碱金属板式催化剂。

2.3臭氧氧化脱硝技术

锅炉烟气中的NOx近95%是以NO形式存在，其余是以N02、N205等形式存在。臭氧脱硝的原理是利用臭氧的强氧化性，将烟气中不可溶的NO氧化为可溶的NO2，然后在洗涤塔内通过冷却、喷淋最终将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。

臭氧脱硝技术优点：烟气温度适应性好；不使用氨等还原剂，无氨逃逸；同时实现对汞、VOCs以及二噁英的有效脱除；可以与湿法脱硫配合构成脱硫脱硝一体化工艺；设备布置灵活，无需对锅炉等原设备改造。

虽然臭氧脱硝技术具备一定优势，但也存在脱硝效率低，运行费用较高，废水二次污染，硝酸盐溶液处理费用高等问题；而且臭氧脱硝必须配合湿法脱硫构成脱硫脱硝一体化，才能相对降低脱硝的投资成本，存在一定的局限性。

2.4ZYY脱硝技术

ZYY脱硝技术为北京巨亚环保科技股份有限公司的专利技术，专利说明书CN201811092310.5中叙述ZYY技术脱硝率84~96%，脱硫率98%以上。

ZYY脱硫脱硝技术是利用工业尿素CH4N20作为烟气中硫氧化物、氮氧化物的还原剂，通过将尿素细粉喷入生物质锅炉的炉膛上方，在脱硫脱硝催化剂的作用下，尿素细粉在炉膛中于750~960℃温度下分解成氨和异氰酸，氨和异氰酸与烟气中的SO2、NO、NO2进行还原反应，SO2还原生成单质S和水，NO和NO2还原生成氮气N2和H20。

尿素分解反应：CH4N20→NH3+HNCO

脱硝反应：2HNCO+2N02+02→N2+2NO+2C02+2H20

2NH3→N2+3H2NO2+H2→NO+H202NO+2H2→N2+2H20

脱硫反应：S02+2H2→S、+2H202S02+2CO→2S、+3C02

ZYY技术虽然投资成本低，但存在很多问题：①运行成本高，需要使用北京巨亚公司专供的药剂；②ZYY脱硫脱硝催化剂为消耗品，寿命为一年，需要每年进行更换；③脱硫副反应中间体COS(羰基硫）有毒性，应该控制其生成；④SO2以单质S的形态扣留到灰分中，单质S在室外环境中将会解体并逐渐被氧化为S02，重新回到环境中，需对单质硫从灰中分离回收，才能真正实现脱硫。

1 ) 与燃煤烟气相比，生物质锅炉的炉膛温度差别大、烟气含水量高、烟尘碱金属含量高、二氧hua硫、氮氧化物浓度、波动大，其对脱硫脱硝方案的选择有较大影响。

　　2 ) 对烟气污染物排放指标要求不高的地区，炉内喷钙、炉外喷钙、低氮燃烧、SNCR技术是很合适的脱硫脱硝技术;对烟气污染物排放指标要求高的地区，脱硝采用低氮燃烧、SNCR、O3氧化的组合、脱硫采用湿法脱硫的技术方案比较合适，其中脱硫脱硝一体化的技术方案更有优势。

　　1.SNCR脱硝技术是以前使用zui多的炉内脱硝，也是湿法脱硝技术，利用氨基成分的液体脱硝剂进行炉内还原反应。

　　2.SCR脱硝技术是炉外脱硝，同时需要液体氨基脱硝剂和催化剂，相对SNCR/HNCR投资比较大。

　　3.HNCR高分子脱硝技术，也是炉内脱硝技术，利用氨基成分的固态干粉或颗粒脱硝剂进行炉内还原反应。