SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化剂还原法)脱硝技术具有脱硝效率高、技术成熟、运行可靠、装置结构简单、便于维护等特点,已成为玻璃烟气脱硝治理典型工艺,其脱硝原理是指在一定温度下,在催化剂的作用下,向烟气中喷入还原剂(氨水、液氨或尿素),还原剂在脱硝反应器内选择性地将废气中的NOX还原生成对环境无污染的N2及H2O,从而实现去除烟气中NOX排放的目的,其主要反应式为:
常见的典型玻璃熔窑烟气SCR脱硝工艺流程如图1所示,尤其适用以石油焦、重油为燃料的复杂烟气条件,是目前玻璃厂改造以及新建玻璃厂配套脱硝工程的首选方案。玻璃熔窑烟气(烟道出口的温度为450~550 ℃)首先进入余热锅炉(Ⅰ段),回收热量(烟气温度降至350~450 ℃);然后烟气通过高温电除尘装置,烟气除尘(烟气温度降至300~420 ℃)净化后进入SCR反应器,在SCR反应器中与还原剂氨反应后将出口烟气再次送至余热锅炉(Ⅱ段)换热,再次回收余热,后通过脱硫除尘工艺处理后进入烟囱,达标排放。
图1 玻璃熔窑烟气脱硝工艺流程图
该工艺的优势在于:①利用余热锅炉进行热量回收,可实现能源再利用;②烟气经余热锅炉后,进入SCR反应器时温度正好又能满足脱硝催化温度;③脱硝前除尘,能有效降低烟气中粉尘对SCR催化剂的冲刷及毒化作用,延长催化剂的使用寿命。
SCR催化剂作为脱硝系统的核心,占脱硝装置总投资成本的40%,是决定整个脱硝系统的关键,就目前玻璃行业运行业绩来说,平板式和蜂窝式两种类型SCR催化剂总和占玻璃行业烟气SCR脱硝市场份额的100%。平板式和蜂窝式催化剂的主要成份与反应原理是相同的,只是两者在结构形式存在差别。两种催化剂性能对比分析见表1。
表1 两种催化剂在玻璃行业优劣势对比分析
可以看出,平板式催化剂具有长条开孔,孔隙率高、压损小,抗堵灰及抗磨损能力强等特点,在玻璃行业烟气治理中得到了广泛证明,为玻璃生产企业选择适合的、性价比高的SCR催化剂提供参考和借鉴。