Түтін газдарын денитрификациялау технологиясын металлургия өнеркәсібінде қолдану: SCR және SNCR технологияларын салыстыру
25.07.2024 ж
Шойын-болат өнеркәсібі – ел мен оның халқының тұрмыс-тіршілігіне таптырмас материалдық базаны қамтамасыз ететін халық шаруашылығының маңызды бөлігі. Дегенмен, шойын мен болат өндірісінің үнемі ұлғаюымен қалдық газдар шығарындылары мәселесі барған сайын күрделі бола түсуде. Болат өндіру процесінде пайда болатын қалдық газдар атмосфераны белгілі бір дәрежеде ластайды. Олардың ішінде азот оксидтері (NOx) адам денсаулығына және қоршаған ортаға зиян келтіретін негізгі ластаушы заттардың бірі болып табылады. Сондықтан металлургия өнеркәсібінде қалдық газды тазарту ерекше маңызды. Түтін газдарын денитрификациялау технологиясы металлургия өнеркәсібінің қалдық газдарында NOx бақылауының тиімді құралдарының бірі болып табылады, селективті каталитикалық тотықсыздандыру (SCR) және селективті каталитикалық тотықсыздандыру (SNCR) технологиясы қазіргі уақытта металлургия өнеркәсібінде түтін газдарын өңдеуде шешуші рөл атқаратын екі денитрификация технологиясының негізгі бірі болып табылады.
Түтін газдарын денитрификациялау технологиясына шолу
Түтін газдарын денитрификациялау технологиясы – түтін газдарының құрамындағы азот оксидтерін химиялық реакциялар немесе физикалық әдістер арқылы зиянсыз заттарға айналдыру процесі. Әртүрлі өңдеу принциптеріне сәйкес түтін газдарын денитрификациялау технологияларын үш санатқа бөлуге болады: құрғақ, жартылай құрғақ және ылғалды. Олардың ішінде құрғақ денитрификация негізінен NOx пен тотықсыздандырғыштар арасындағы реакцияны ынталандыру үшін катализаторларды пайдаланады (мысалы, аммиак, мочевина және т.б.); жартылай құрғақ денитрификация реакция тиімділігін арттыру үшін құрғақ әдіс негізінде судың тиісті мөлшерін қосады; ал ылғалды денитрификация сұйық фаза реакциясы арқылы NOx-ті зиянсыз заттарға айналдыруды қамтиды.
Селективті каталитикалық қалпына келтіру (SCR) технологиясы
l Принцип
SCR технологиясы зиянсыз азот (N2) мен суды (H2O) алу үшін катализатордың әсерінен NOx-пен таңдамалы түрде әрекеттесу үшін аммиак (NH3) сияқты тотықсыздандырғыштарды пайдаланады. Катализатордың болуы реакция температурасын төмендетеді және реакция жылдамдығын арттырады, нәтижесінде денитрификация тиімділігі айтарлықтай артады.
lҚолданба
Металлургия өнеркәсібінде SCR технологиясы әдетте жоғары температура, жоғары шаң, жоғары күкіртті пайдаланылған газдарды өңдеу үшін қолданылады. Катализаторда белгілі бір температура мен шаң талаптары болғандықтан, пайдаланылған газдарды салқындату және шаңды кетіру сияқты алдын ала өңдеу қажет. Сонымен қатар, SCR технологиясын күкіртсіздендіру және денитрификацияға қол жеткізу үшін күкіртсіздендіру технологиясымен біріктіруге болады.
l Мүмкіндіктер
(1) Денитрификацияның жоғары тиімділігі: қолайлы реакция жағдайында SCR технологиясының денитрификация тиімділігі 90%-дан астамға жетуі мүмкін.
(2) Шығарылған газ жағдайларына қойылатын қатаң талаптар: катализатордың белсенділігі мен қызмет ету мерзімі температура, шаңның құрамы және басқа факторларға әсер етеді, сондықтан пайдаланылған газды алдын ала қатаң түрде өңдеу қажет.
(3) Инвестициялық және эксплуатациялық шығындардың жоғарылауы: катализаторлар мен редукторларды пайдалану қажеттілігі, сондай-ақ жабдықты жобалаудың күрделілігі, бұл салыстырмалы түрде жоғары инвестициялық және пайдалану шығындарына әкеледі.
Селективті каталитикалық емес қалпына келтіру (SNCR) технологиясы
Принцип
SNCR технологиясы зиянсыз азот пен катализаторсыз суды алу үшін NOx-пен селективті химиялық әрекеттесу үшін несепнәр немесе аммиак сияқты тотықсыздандырғыштарды пайдаланады. Реакция әдетте жоғары температура жағдайында жүреді, сондықтан оны жоғары температуралы денитрификация технологиясы деп те атайды.
lҚолданба
Металлургия өнеркәсібінде SNCR технологиясы төмен және орташа температурадағы қалдық газдарды өңдеуге жарамды. Катализатор қажет болмағандықтан, пайдаланылған газдардың температурасы мен шаң мөлшері салыстырмалы түрде төмен. SNCR технологиясы әдетте пайдаланылған газдарды денитрификациялауды жүзеге асыру үшін қазандықтардың, жылытқыштардың және басқа жабдықтың сору жүйесімен біріктіріледі.
lМүмкіндіктер
(1) Орташа денитрификация тиімділігі: қолайлы реакция жағдайында SNCR технологиясының денитрификация тиімділігі 60-80% жетуі мүмкін.
(2) Төменгі пайдаланылған газ күйіне қойылатын талаптар: Катализатордың болмауына байланысты пайдаланылған газдың температурасы мен шаң мөлшері салыстырмалы түрде төмен.
(3) Инвестициялық және операциялық шығындарды төмендету: катализатор мен күрделі жабдық дизайнын қажет етпейтіндіктен, бұл салыстырмалы түрде төмен инвестициялық және операциялық шығындарға әкеледі.
SCR және SNCR технологияларын салыстыру
l Денитрификация тиімділігі: SCR технологиясының денитрификация тиімділігі SNCR технологиясына қарағанда жоғары, біріншісі 90%-дан астамға, соңғысы 60%-80%-ға жетуі мүмкін.
l пайдаланылған газ жағдайларына қойылатын талаптарға сәйкес: SCR технологиясы пайдаланылған газдың температурасы мен шаңның құрамына жоғары талаптар қояды және қатаң алдын ала өңдеуді талап етеді; және SNCR технологиясы пайдаланылған газдар тұрғысынан азырақ талап етеді.
l Инвестициялық және операциялық шығындар: SCR технологиясының инвестициялық және пайдалану шығындары SNCR технологиясына қарағанда жоғары, бұл негізінен катализаторлар мен редуценттерді пайдалану және жабдықтың күрделі құрылымына байланысты.
Қолдану аясы: SCR технологиясы жоғары температура, жоғары шаң және жоғары күкіртті пайдаланылған газдарды өңдеуге жарамды; ал SNCR технологиясы төмен және орташа температурадағы пайдаланылған газдарды өңдеуге жарамды.
SCR технологиясы жетілген технологияның сипаттамаларына ие, денитрификацияның жоғары тиімділігі, тұрақты жұмысы, қайталама ластануы жоқ және т.б. SCR технологиясы әдетте денитрификация тиімділігі 70% жоғары болуы керек кезде таңдалады. SCR технологиясын қолдану арқылы денитрификацияның тиімділігі 90%-дан астам болуы мүмкін.
Ұнтақталған көмірді жағу кезінде SNCR денитрификация тиімділігі әдетте 40 ~ 50% құрайды, ал айналымдағы сұйық қабаттағы денитрификация тиімділігі әдетте 50 ~ 70% құрайды.
