키워드: 소결 질소 산화물 SCR
중국 도서관 분류. : TQ5 1 문서 id: a 품번:1672-3791(2012) 05 ( 연기 탈질은 연기 탈황에 이어 국가가 대기 오염물 배출을 통제하는 또 다른 중점 분야가 될 것이다. 우리나라의 환경보호에 대한 중시가 날로 중시됨에 따라 연기 탈질은' 12 5' 기간 동안 점차 대대적으로 전개될 것이다.
1 소결 중 질소 산화물 형성
질소 산화물은 공기 중에 주로 일산화질소와 이산화질소 형태로 존재하는 질소 산화물이다. 그 중에서도 NO 와 NO2 는 주성분으로, 일반적으로 질소산화물과 질소산소화합물이라고 불린다.
제철소 소결 과정의 질소산소화합물은 주로 소결 과정에서 연료의 연소에서 비롯된다. 일반적으로 연소 과정에서 생성되는 질소산화물은 주로 NO 와 NO2 로 통칭하여 질소산소화합물이라고 하며 저온연소시 일정량의 N2O 를 발생시킨다. 연소 과정에서 생성되는 질소산소화합물의 종류와 양은 연료 성질뿐만 아니라 연소 온도, 과도한 공기계수 등 연소 조건과도 밀접한 관련이 있다.
2 연소 중 질소 및 산소 화합물 배출을 줄이는 기술
연소 과정에서 질소산소화합물 배출을 줄이는 기술은 광범위한 연구와 응용을 받았다. 현재, 질소산소화합물 배출을 줄이는 기술은 두 가지 범주로 나눌 수 있다: 저질소산소화물 연소 기술과 질소산소화합물을 낮추는 연기 처리 기술. 질소산소화합물의 생성 기계를 통해 연소 조건이 질소산소화합물의 생성과 배출에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있으며, 연소 조건을 적절히 조절하면 질소산소화합물의 생성과 배출을 줄일 수 있다. 연소 조건을 바꿔 질소산소화합물의 생성을 통제하는 기술을 저질소산소화합물 연소 기술이라고 한다.
3 배연 탈질 기술의 선택적 촉매 환원
연소 기술을 개선하여 질소산소화합물을 통제하는 효과가 비교적 좋고, 투자비와 운영비용은 낮지만, 질소산소화합물 감소율은 높지 않아 일반적으로 75% 를 넘지 않는다. 질소산소화합물의 배출을 더욱 줄이기 위해서는 반드시 연기 탈질기술을 채택해야 한다. 배연 탈질 기술은 촉매 분해법, 촉매 환원법, 비촉매 환원법, 흡수법, 흡착법, 전자빔법 등으로 나눌 수 있다. 제거 원리에 따라 작업 매체에 따라 건법과 습법으로 나눌 수 있다. SCR 탈질기술은 고효율, 선택성, 경제성이 뛰어나 공업에서 널리 사용되고 있으며, 발전소 보일러, 공업보일러, 화학공장, 제철소 등이 응용된다. SCR 탈질 장치는 이제 점점 더 널리 사용되고 있습니다.
3. 1? SCR 재고 부족 메커니즘
현재 NH3 을 복원제로 하는 SCR 방법은 주로 고정원 연기의 NO 를 복원하는 데 사용되고 있다. 촉매제가 없는 경우 NO 와 NH3 의 반응 온도 범위는 900 C ~1100 C 입니다. 촉매제를 사용함으로써 반응 온도가 크게 낮아졌으며, 상술한 반응은 300 ~ 450 C 사이에서 진행될 수 있다. 초과 O2 가 존재하면 NH3/NO 무어비 1 에서 질소 제거 효율이 90% 에 달합니다.
3.2? SCR 반응 메커니즘
SCR 반응에서 NO 는 다음과 같은 반응을 통해 N2 를 생성하는 것으로 널리 알려져 있습니다.
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
3.3? SCR 촉매
SCR 에서 일반적으로 사용되는 촉매제는 귀금속 촉매, 금속 산화물 촉매, 비석 촉매제의 세 가지가 있다. 귀금속 촉매제는 일찍이 1970 년대에 이미 개발되었다. 이 촉매제는 질소산소화합물의 선택성 방면에서 매우 효과적이지만, 동시에 NH3 산화도 촉진할 수 있다. 따라서 SCR 공정에서 귀금속 촉매제는 곧 금속 산화물 촉매제로 대체되었다. 현재 상업적으로 사용되는 일부 귀금속 촉매제는 질소산소 화합물 복원 촉매와 일산화탄소 산화 촉매를 모두 갖추고 있다.
현재 TiO2 에 로드된 V2O5-WO3 또는 V2O5-MOOO3 은 산업 SCR 에서 사용되는 주요 촉매제입니다.
3.4? SCR 반응 과정의 주요 단계
반응물 질소산소화합물, NH3, O2 는 담뱃가스에서 촉매제의 외부 표면 (외부 확산) 으로 확산된다.
(2) 반응물 질소산소화합물, NH3, O2 가 촉매제의 마이크로공 표면 (내부 확산) 으로 더 확산된다.
(3) 반응물 NH3 은 촉매 표면에 흡착된다.
(4) 반응물은 촉매제 표면의 활성중심반응이고, NO 와 NH3 반응은 N2 와 H2O (표면화학반응) 를 생성한다.
(5) 반응산물 N2 와 H2O 가 촉매 표면에서 마이크로공까지 탈착된다 (탈착).
(6) 해착된 H2O 와 N2 는 마이크로구멍에서 촉매제의 외부 표면 (내부 확산) 으로 확산된다.
(7)H2O 와 N2 는 촉매의 외부 표면에서 주류 가스로 확산되어 제거됩니다 (외부 확산).
연구에 따르면 SCR 탈질반응의 제어 단계는 (3) 과 (4) 이며, NH3 의 촉매제 표면에서의 흡착은 SCR 반응의 핵심 단계인 것으로 나타났다.
3.5? SCR 프로세스 플로우
화력 발전소가 보일러에 들어간 후 SCR 탈질반응 시스템은 고온고진 배치, 고온저진 배치, 저온저진 배치 등 세 가지 방법으로 배치된다. 대부분의 산업은 고온 및 고진 레이아웃을 많이 사용합니다. 후자의 두 가지 방법은 현재 일반적으로 사용되지 않는다. 조작이 어렵고 안정성이 낮으며 에너지 소비량이 증가하기 때문이다.
3.6? SCR 프로세스 선택
SCR 탈질공정에서 가장 흔한 복원제는 액체 암모니아, 요소, 암모니아입니다. SCR 탈질 공정은 환원제에 따라 다릅니다. 우레아 방법에서는 우레아 고체 입자가 용기에 완전히 용해된 다음 용액을 가수 분해 탱크에 펌핑하고 용액은 열교환 기를 통해 반응 온도로 가열되어 물과 반응하여 암모니아를 생성합니다. 암모니아법은 가열 장치를 통해 25% 의 암모니아 용액을 증발시켜 암모니아와 수증기를 형성한다. 순암모니아법은 액체암모니아를 증발기에서 가열하여 암모니아로 만든 다음 희석 팬의 공기와 섞어서 암모니아 부피 함량이 5% 인 혼합가스를 만들어 연기 시스템으로 보내는 것이다.
액암모니아를 환원제로 하는 SCR 탈질시스템은 SCR 촉매반응기, 암모니아 저장 및 공급 시스템, 스프레이 시스템, 가스원 및 관련 테스트 제어 시스템으로 구성되어 있습니다.
에테르나 암모니아를 환원제로 하는 SCR 탈질공예는 액암모니아를 환원제로 하는 SCR 탈질공예에 비해 암모니아만 준비하는 방법이 다르고 나머지는 같다.
암모니아를 환원제로 사용할 때, 안전은 무수액암모니아보다 크게 향상될 수 있다. 암모니아 저장 탱크는 내압되지 않는 원추형 상단 저장 탱크로 설계 될 수 있으며 무수 액체 암모니아 압력 저장 탱크에 비해 많은 돈을 절약 할 수 있습니다. 동시에 암모니아 위의 NH3 의 증기압이 무수액암모니아보다 훨씬 낮기 때문에 암모니아 수송 과정의 안전성이 크게 높아졌다.
3.7? SCR 탈질 효율의 주요 영향 요인
SCR 탈질 과정에서 질소산소화합물 제거 효율에 영향을 미치는 주요 요인은 SV 값, 반응온도, 반응시간, 촉매제 성능, NH3/ 질소산소화합물 몰비 등이다.
4 결론
철강 공업소결공단은 중요한 대기오염원이며, 그 연기와 분진통치는 반드시 종합통치의 원칙을 관철해야 한다. 기술을 개조하고, 선진 공예와 설비를 채택하고, 에너지 소비와 원자재 소비를 줄이기 위해 노력하여 생산 과정에서 배기가스 배출을 줄이는 것은 배기가스 배출을 줄이는 근본적인 방법 중 하나이다. 동시에, 에너지 효율이 높은 처리 방법과 설비를 적극 채택하고, 배기가스 처리와 회수를 강화하고, 종합적으로 이용해야 한다. 소결연기 분진의 통제는 분진 입자와 연기 특성을 충분히 이해하고 관련 요소를 충분히 고려하며 기술경제지표 분석을 통해 합리적인 선택을 해야 한다.
참고
[1] 양 벤. 질소산소화합물 배출 감축 기술 및 연기 탈질 프로젝트 [M]. 베이징: 야금공업출판사, 2007.
종금. 석탄 연기 탈황 탈질 기술 및 엔지니어링 사례 [M]. 베이징: 화학공업출판사, 2002.