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2 SCR脱硝实验研究
经研究,采用SCR脱硝技术对脱除医疗废物焚烧烟气中氮氧化物情况进行实验。采用的催化剂参数如表1所示。
图 1 脱硝前氮氧化物的排放值(小时值)
表1 催化剂参数
实验使用单层催化床:还原剂25%氨水;反应温度为280℃左右,烟气量为40000m3/h。利用焚烧系统锅炉产生的蒸汽加热氨水产生氨气,由于整个焚烧系统处于负压状态,用管道把氨气通入催化床之前烟道中与烟气充分混合后在催化床与氮氧化物发生还原反应,氮氧化物被还原为氮气和水。
通入氨气的量根据氨水浓度和氨水罐的氨气消耗时间进行计算。ꎮ经实验,氨气消耗量为25kg/d和20kg/d的氮氧化物脱除后排放数据见图2。
图2 不同氨量下脱硝后烟气氮氧化物排放浓度
由图2可见,为了达到超低排放浓度限值50mg/m3以下,基本上最低氨气通入量为25kg/d,脱硝后氮氧化物排放浓度均值为41.07mg/m3,经计算氨逃逸为5.2×10,-6ꎬ氨逃逸率为15.2%。
实验过程中发现,运行一段时间之后,布袋除尘器和引风机设备内有铵盐产生,氨会与烟气中氯化氢和二氧化硫发生反应生成氯化铵或硫酸铵,布袋除尘器内铵盐有可能造成颗粒物排放浓度上升,引风机内铵盐容易破坏引风机的动平衡,影响系统稳
定运行。脱硝过程中脱硝效率会缓慢下降,经分析,是因为脱硝温度在280℃,而氯化铵的凝固点为350℃,ꎬ硫酸铵的分解温度为280℃,运行中产生的氯化铵和硫酸铵凝固后附着在催化剂表面,覆盖在催化活性点位上,造成催化效率下降。由于条件限制,温度350℃以上的SCR脱硝实验未能进行。
实验过程中出现催化床较快堵塞的情况。医疗废物成分复杂,布袋除尘器之前的烟气中颗粒物浓度极高,在降温的各个阶段均有固体物质冷凝沉积,医疗废物中较高的水分含量更容易使沉积物结块硬化。
经过实验,催化床在运行3~4天后压差从800Pa上升到2500Pa,过高的压差影响整个焚烧系统的正常运行。采用0.7MPa压缩空气在线吹扫方式不能完全恢复催化床的通畅,使用人工用压缩空气对催化床堵塞物吹扫清理后可恢复床层通畅性。
3 结论与建议
①SCR脱硝在医疗废物焚烧系统可以使氮氧化物排放达到超低排放浓度限值(50mg/m3)以下;
②实验过程中使用的单层催化床的催化表面积过小是造成氨逃逸率过大的原因,可扩大催化床有效表面积,提高氨使用率,减小氨逃逸;
③由于铵盐附着在催化剂表面覆盖催化活性点位,容易造成脱硝效率下降,脱硝温度适合在350℃以上以减小铵盐对催化效率的影响;
④由于医疗废物成分过于复杂,会造成催化床较快堵塞,催化床压差升高会影响焚烧系统稳定运行,需要找到合适的在线吹扫方式有效恢复催化床通透性,保证系统长时间连续稳定运行;
⑤目前医疗垃圾和生活垃圾的处置以焚烧工艺为主本文为相关行业氮氧化物的减排提供了借鉴,下一步将继续对医疗废物焚烧烟气脱硝相关问题进一步研究。
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