SCR在医疗废物焚烧烟气治理中的研究.docx

SCR在医疗废物焚烧烟气治理中的研究对医疗废物焚烧处理过程废气中低温SCR脱硝技术进行了研究脱硝温度约280℃经过SCR脱硝后氮氧化物能够达到超低排放的要但氨逃逸率较催化床堵塞严重。提出了下一步措施以完善SCR脱硝技术在医疗废物焚烧烟气治理领域的应用为医疗废物、生活垃圾焚烧处置行业实现氮氧化物超低排放提供借鉴。医疗废物具备空间传染、急性传染和潜伏性传染等危险特性是一种特殊的危险废物。目前在我国医疗废物常用的安全处置方法有焚烧法和消毒灭菌法其中焚烧法是美国和WHO等国家与组织优先推荐的技焚烧法不但可以利用高温灭菌使医疗废物无害化还可以通过焚烧使废物减容减量化。目前很多地方环保部门已开始对相关行业大气污染物排放提出更高要求比如郑州已要求2022年底前全市燃煤、生物质锅炉完成超低排放改。作为一种重要的空气污染物社会对氮氧化物的治理只会越来越重视要求越来越严格。焚烧废气中的氮氧化物主要以NO和NO2的形式存在另外还有N2O4、N2O、N2O5等。作为郑州市唯一一家医疗废物处置单位公司目前采用焚烧裂解法来处理医疗废共有两条医疗废物焚烧处理线医疗废物设计处理能力60t/d。医疗废物在立式旋转热解气化炉内焚烧裂解裂解可燃气在二燃室继续燃烧利用锅炉回收热能然后经过SCR脱硝、半干法脱酸、活性炭吸附和布袋除尘器除尘后达标烟气排根。烟气在线监测系统数据我司脱硝前氮氧化物的排放值(小时值)如图1所示。连续12h的氮氧化物排放值加权平均均值为93.1mg/m3。根据«危险废物焚烧污染控制标准»(GB12022-0501)氮氧化物的排放浓度限值为500mg/m3公司氮氧化物排放值远远低于排放浓度限作。环保型企业公司决定研究脱硝技术在医疗废物焚烧烟气氮氧化物减排中的应用情况以使烟气氮氧化物排放浓度达到超低排放浓度限值(50mg/m3)标准。1脱硝技术目前常用的脱硝技术主要有两种选择性催化还原脱硝技术(SCR)和非选择性催化还原脱硝技术(SNCR)。相比SNCR脱硝技术SCR脱硝技术则具备较高的脱硝率通常可超过90%。SCR催化剂目前使用最广泛的是以锐钛矿型二氧化钛为载体以五氧化二钒为主要活性物质的催化剂。上两种脱硝技术一般采用的脱硝剂是氨氨还原氮氧化物为氮气脱硝过程发生的主要反应如下:2SCR脱硝实验研究经过研究采用SCR脱硝技术对脱除医疗废物焚烧烟气中氮氧化物情况进行实验。采用的催化剂参数如表1所示。图1脱硝前氮氧化物的排放值(小时值)表1催化剂参数实验使用单层催化床:还原剂25%氨水;反应温度为280℃左右烟气量为40000m3/h。利用焚烧系统锅炉产生的蒸汽加热氨水产生氨气由于整个焚烧系统处于负压状态用管道把氨气通入催化床之前烟道中与烟气充分混合后在催化床与氮氧化物发生还原反应氮氧化物被还原为氮气和水。通入氨气的量根据氨水浓度和氨水罐的氨气消耗时间进行计算。ꎮ经实验氨气消耗量为25kg/d和20kg/d的氮氧化物脱除后排放数据见图2。图2不同氨量下脱硝后烟气氮氧化物排放浓度由图2可见为了达到超低排放浓度限值50mg/m3以下基本上最低氨气通入量为25kg/d脱硝后氮氧化物排放浓度均值为41.07mg/m3经计算氨逃逸为5.2×10-6ꎬ氨逃逸率为15.2%。实验过程当中发现运转一段时间之后布袋除尘器和引风机设备内有铵盐产生氨会与烟气中氯化氢和二氧化硫发生反应生成氯化铵或硫酸铵布袋除尘器内铵盐有可能造成颗粒物排放浓度上升引风机内铵盐容易破坏引风机的动平衡影响系统稳定运转。脱硝过程当中脱硝效率会缓慢下降经分析是因为脱硝温度在280℃而氯化铵的凝固点为350℃ꎬ硫酸铵的分解温度为280℃运转中产生的氯化铵和硫酸铵凝固后附着在催化剂表面覆盖在催化活性点位上造成催化效率下降。由于条件限制温度350℃以上的SCR脱硝实验未能进行。实验过程当中出现催化床较快堵塞的情况。医疗废物成分复杂布袋除尘器之前的烟气中颗粒物浓度极高在降温的各个阶段均有固体物质冷凝沉积医疗废物中较高的水分含量更容易使沉积物结块硬化。经过实验催化床在运转3~4天后压差从800Pa上升到2500Pa过高的压差影响整个焚烧系统的正常运转。采用0.7MPa压缩空气在线吹扫方式不能完全恢复催化床的通畅使用人工用压缩空气对催化床堵塞物吹扫清理后可恢复床层通畅性。3结论与建议①SCR脱硝在医疗废物焚烧系统可以使氮氧化物排放达到超低排放浓度限值(50mg/m3)以下;②实验过程当中使用的单层催化床的催化表面积过小是造成氨逃逸率过大的原因可扩大催化床有效表面积提高氨使用率减小氨逃逸;③由于铵盐附着在催化剂表面覆盖催化活性点位容易造成脱硝效率下降脱硝温度适合在350℃以上以减小铵盐对催化效率的影响;④由于医疗废物成分过于复杂会造成催化床较快堵塞催化床压差升高会影响焚烧系统稳定运转需要找到合适的在线吹