Природоохранные технологии на ТЭС Модуль 6

Методы и технологии очистки дымовых газов от оксидов азота

Важность проблемы защиты атмосферы от выбросов NО_Х, стимулировала увеличение объема исследований, направленных на изучение механизмов образования оксидов азота при сжигании топлива и разработку методов снижения их эмиссии. Несколько позднее начаты исследования по разработке методов очистки дымовых газов от NОХ, пригодных для энергетических котлов.

Все методы очистки дымовых газов от оксидов азота - процессы денитрификации, как и процессы десульфуризации - можно разделить на сухие и мокрые. Особенностью первых является то, что в большинстве случаев они предназначены для избирательной очистки газов только от NО_Xс образованием конечного экологически чистого - молекулярного азота.

Мокрые (жидкофазные) методы можно разделить на процессы без регенерации абсорбента (одноразовое использование) и процессы с регенерацией абсорбента (т. е. когда абсорбент циркулирует по замкнутому контуру). Последние методы используются, как правило, для одновременной очистки дымовых газов от SО₂иNО_X. Конечными продуктами таких методов на ряду с молекулярным азотом являются соединения, используемые в качестве удобрения. Реализация этих продуктов может в значительной степени компенсировать затраты на строительство и эксплуатацию установок очистки дымовых газов.­Большинство процессов сухой очистки основано на использовании реакций гетерогенного каталитического или термического разложения, которые протекают при температуре 300...1000 °С. Для печей и паровых котлов очистка дымовых газов, с их помощью обычно проводится до подачи газов в воздухонагреватели. Жидкофазная очистка дымовых газов, как правило, проводится непосредственно перед выбросом газов в дымовую трубу [2].

К основным методам удаления NО_Xс помощью сухой очистки относятся [2, 3]:

• селективное каталитическое восстановление аммиаком (СКВ);

• селективное высокотемпературное (некаталитическое) восстановление аммиаком;

• неселективное каталитическое восстановление;

• адсорбция.

Только для котлов с твердым шлакоудалением с настенными и тангенциальными горелками, другие нормативы в стадии утверждения.

В основе методов удаления NО_X, а такжеNО_XиSО₂с помощью мокрой очистки, лежат следующие процессы [2, 3]:

• окисление-абсорбция;

• абсорбция- окисление;

• абсорбция-восстановление, а также сочетание первого с последним.

Различными фирмами ведущих в этой области стран: Германии, Японии, США - создано более 50 разновидностей процессов сухой и мокрой очистки дымовых газов. Наибольшее число фирменных разработок приходится на долю процессов сухой очистки, особенно селективного восстановления с помощью аммиака.

Общий недостаток, характерный для всех технологий основанных на методах сухой очистки дымовых газов, заключается в том, что на всех стадиях технологической цепочки приходится иметь дело с большими объемами очищаемого газа (1 млн. м³/ч газа и более). Следствием этого являются крупногабаритные аппараты, требующие больших капитальных вложений. При использовании жидкофазных методов очистки аппараты больших объемов необходимы только на стадии промывки газа, на последующих стадиях, связанных с утилизацией извлекаемых из дымовых газов продуктов, - относительно небольших объемов.

Анализ публикаций за последние два десятилетия, посвященных очистке дымовых газов от оксидов азота, показывает тенденцию существенного увеличения числа работ, связанных с исследованиями возможности извлечения NО_Xиз газов с помощью жидкофазных методов.

Нормативы выбросов оксидов азота в разных странах неодинаковы и могут даже отличаться в различных промышленных регионах страны. В стандартах одних стран зафиксирована минимальная степень извлечения NО_Xиз отходящих газов без учета размера предприятия. В других установлено максимально возможное количествоNО_X, выбрасываемых в атмосферу. В третьих - предельная концентрация, которой должны жестко придерживаться.

Некоторые европейские страны, а также США представили стандарты, которые ограничивают выбросы оксидов азота для новых и давно действующих установок сжигания топлива (см. табл.1).

Некоторые международные нормативы выбросов NО_X

для сжигающих уголь установокТаблица 1

Страна	Новые установки		Действующие установки
	мг/м3	г/МДж	мг/м3	г/МДж
Австрия	200…400	0,07…0,14	200…400	0,07…0,14
Бельгия	200…800	0,07…0,28	-	-
Дания	650	0,22	-	-
Страны ЕС	650…1300	0,23…0,46	-	-
Финляндия	200…400	0,07…0,14	400…620	0,14…0,22
Германия	200…500	0,07…0,18	200…1300	0,07…0,46
Италия	200…650	0,07…0,23	200…650	0,07…0,23
Япония	400…510	0,14…0,18	620…720	0,22…0,26
Нидерланды	400…800	0,14…0,28	1100	0,39
Швеция	140	0,05	140…560	0,05…0,20
Швейцария	200…500	0,07…0,18	200…500	0,07…0,18
Тайвань	600…850	0,21…0,30	600…850	0,21…0,30
Великобритания	650	0,23	-	-
США	685…980	0,22…0,34	553…614	0,19…0,22*

* - только для котлов с твердым шлакоудалением с настенными и тангенциальными горелками; другие нормативы в стадии утверждения