发电厂脱硝制氧(vpsa制氧)装置介绍

1. 概述
氮氧化物(NO_x)是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的NO_x有多种不同形式：N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和 N₂O₅，其中NO和NO₂是重要的大气污染物，另外还有少量N₂O。我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。
在煤的燃烧过程中，NO_x的生成量和排放量与燃烧方式，特别是燃烧温度和过量制氧设备系数等密切相关。燃烧形成的NOx可分为燃料型、热力型和快速型3种。其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不计。
(1)热力型NOx，指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx。当炉膛温度在1350℃以上时，空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx ,当温度足够高时,热力型NOx 可达20 %。过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx 的生成有很大影响。
(2) 燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，继而进一步氧化而生成NOx。其生成量主要取决于空气燃料的混合比。燃料型NOx约占NOx总生成量的75%～90%。过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
(3)快速型NOx，指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃,与燃烧空气中的N₂ 发生反应，形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOx。在燃煤锅炉中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。
在这三种形式中，快速型NOx所占比例不到5％；在温度低于1300℃时，几乎没有热力型NOx。对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
控制NOx排放的技术可分为一次措施和二次措施两类：
一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量；
二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。
在还原剂的接收和储存系统中，尿素一般采用50%的水溶液,可直接喷入炉膛。由于尿素的冰点仅为17.8e℃。因此，制氧设备较冷的季节应对尿素溶液进行加热和循环。尿素可采用固体颗粒运输，制氧设备但在厂内必须设置溶解装置。与氨系统相比，尿素系统有以下优点:尿素是一种无毒、低挥发的液体，在运输和储存方面比氨更加安全；此外，尿素溶液喷入炉膛后在烟气中扩散较远，可改善大型锅炉中vpsa制氧设备吸收剂和烟气的混合效果。由于尿素的安全性和良好的扩散性能，采用尿素的SNCR系统多在大型锅炉上应用。