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低温一体化脱硫脱硝系统(LSCO)是在SCR脱硝(选择性催化还原)系统上发展研究的新一代脱硫脱硝系统,该系统和目前广泛使用的V-W-TiO2催化剂的中高温(280℃-420℃)反应SCR系统相比具有以下优点:
①起燃温度低,大约为60℃,最佳工作温度区为60℃-135℃,不需烟气加热;
②价格相对目前的V-W-TiO2体系而言,便宜30%以上,由于相对效率高,用量更节省;
③可靠性好,寿命比V-W-TiO2催化剂长,不易发生中毒失效问题;
④省去了昂贵、繁琐的自动控制系统;
⑤共用脱硫吸收塔,不易出现氨溢问题;
⑥与氨水为主体的吸收剂共溶性好,从而使运行成本呈良性循环,SCR的一般运行成本为4.5元/kgNOX,加上不菲的折旧和催化剂更换,一般>10元/kgNOX。
SCR催化剂的可靠性一般较差,由于SO2在表面氧化生成SO3,和NH3反应生成糊状的(NH4)HSO4,使催化剂表面粘上烟尘,从而失效,加上重金属中毒,如As,一般使用寿命不到三年,大多数生产厂商仅保证两年,国外进口催化剂则需配套更昂贵的扫气除尘系统。
脱硝原理
一体化脱硫脱硝的基本原理与SCR系统一样,只不过把NO活化后用氨水吸收,不再需要昂贵的液氨及其蒸发系统,液氨价格为3000-3500元/吨,而废氨水在世界第一大钢铁生产国中国来说比比皆是,以废治废最符合中国国情。
主要反应为:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H20
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
吸收剂的主要反应为:
4(NH4)2SO3+2NO→4(NH4)2SO4+N2↑
4(NH4)HSO3+2NO2→4(NH4)HSO4+N2↑
4(NH4)2SO3+NO+NO2→2N(OH)(NH4SO3)2+H2O
2(NH4)OH+NO+NO2→2NH4NO2+H2O
2NO2+H2O→HNO3+HNO2
NH3·H2O+HNO3→NH4NO3+H2O
NH3·H2O+HNO2→NH4NO2+H2O
2NO2+4(NH4)2SO3→4(NH4)2SO4+N2↑
作为比较成熟的技术,SCR具有良好的技术特征,在SCR技术上改良并克服其缺点的LSCO技术,在投资运行成本上比SCR具有绝对的优势,并且副产物-铵肥又返回到了农田。
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