Baca gazı denitrifikasyon teknolojisinin metalurji endüstrisinde uygulanması: SCR ve SNCR teknolojilerinin karşılaştırılması
2024-07-25
Demir-çelik sektörü, ülke ekonomisinin önemli bir parçası olup, ülke ve insan yaşamının vazgeçilmez maddi temelini oluşturmaktadır. Ancak demir-çelik üretiminin sürekli artmasıyla birlikte atık gaz emisyonu sorunu da giderek ciddileşiyor. Çelik üretim prosesi sırasında oluşan atık gazlar atmosferi belli oranda kirletmektedir. Bunlar arasında nitrojen oksitler (NOx) insan sağlığına ve çevreye zarar veren başlıca kirleticilerden biridir. Bu nedenle metalurji endüstrisinde atık gazların arıtılması özellikle önemlidir. Baca gazı denitrifikasyon teknolojisi, metalurji endüstrisinin atık gazlarındaki NOx'i kontrol etmenin etkili araçlarından biridir; seçici katalitik indirgeme (SCR) ve seçici katalitik olmayan indirgeme (SNCR) teknolojisi, metalürji endüstrisinde baca gazlarının arıtılmasında önemli bir rol oynayan iki denitrifikasyon teknolojisinden şu anda ana teknolojidir.
Baca gazı denitrifikasyon teknolojisine genel bakış
Baca gazı denitrifikasyon teknolojisi, baca gazlarındaki nitrojen oksitlerin kimyasal reaksiyonlar veya fiziksel yöntemler kullanılarak zararsız maddelere dönüştürülmesi işlemidir. Farklı işleme prensiplerine göre baca gazı denitrifikasyon teknolojileri üç kategoriye ayrılabilir: kuru, yarı kuru ve ıslak. Bunlar arasında, kuru denitrifikasyon esas olarak NOx ile indirgeyici maddeler (amonyak, üre vb. gibi) arasındaki reaksiyonu teşvik etmek için katalizörler kullanır; yarı kuru denitrifikasyon, reaksiyon verimliliğini artırmak için kuru yönteme dayalı olarak uygun miktarda su ekler; ve ıslak denitrifikasyon, NOx'in sıvı faz reaksiyonu yoluyla zararsız maddelere dönüştürülmesini içerir.
Seçici Katalitik İndirgeme (SCR) Teknolojisi
l Prensip
SCR teknolojisi, zararsız nitrojen (N2) ve su (H2O) üretmek üzere bir katalizörün etkisi altında NOx ile seçici olarak kimyasal reaksiyona girmek için amonyak (NH3) gibi indirgeyici maddeleri kullanır. Bir katalizörün varlığı reaksiyon sıcaklığını düşürür ve reaksiyon hızını arttırır, bu da denitrifikasyon verimliliğinde önemli bir artışa neden olur.
lUygulama
Metalurji endüstrisinde SCR teknolojisi genellikle yüksek sıcaklık, yüksek toz ve yüksek kükürtlü egzoz gazlarını arıtmak için kullanılır. Katalizörün belirli sıcaklık ve toz gereksinimleri olduğundan, egzoz gazlarının soğutulması ve tozun uzaklaştırılması gibi ön arıtımı gereklidir. Ayrıca SCR teknolojisi, kapsamlı kükürt giderme ve denitrifikasyon elde etmek için kükürt giderme teknolojisiyle birleştirilebilir.
l Özellikler
(1) Yüksek denitrifikasyon verimliliği: Uygun reaksiyon koşulları altında, SCR teknolojisinin denitrifikasyon verimliliği %90'ın üzerine çıkabilir.
(2) Egzoz gazı koşulları için sıkı gereklilikler: Katalizörün aktivitesi ve hizmet ömrü sıcaklıktan, toz içeriğinden ve diğer faktörlerden etkilenir, bu nedenle egzoz gazının sıkı bir şekilde ön arıtılması gerekir.
(3) Daha yüksek yatırım ve işletme maliyetleri: Katalizörlerin ve indirgeyici maddelerin kullanılması ihtiyacının yanı sıra, nispeten yüksek yatırım ve işletme maliyetlerine yol açan ekipman tasarımının karmaşıklığı.
Seçici Katalitik Olmayan İndirgeme (SNCR) Teknolojisi
Prensip
SNCR teknolojisi, katalizör olmadan zararsız nitrojen ve su üretmek üzere NOx ile seçici olarak kimyasal reaksiyona girmek için üre veya amonyak gibi indirgeyici maddeler kullanır. Reaksiyon genellikle yüksek sıcaklık koşullarında meydana gelir, bu nedenle buna yüksek sıcaklıkta denitrifikasyon teknolojisi de denir.
lUygulama
Metalurji endüstrisinde SNCR teknolojisi, düşük ve orta sıcaklıktaki atık gazların arıtılması için uygundur. Katalizör gerekmediği için egzoz gazlarının sıcaklığı ve toz içeriği nispeten düşüktür. SNCR teknolojisi genellikle egzoz gazlarının denitrifikasyon işlemini gerçekleştirmek için kazanların, ısıtıcıların ve diğer ekipmanların egzoz sistemiyle birleştirilir.
lÖzellikler
(1) Orta düzeyde denitrifikasyon verimliliği: Uygun reaksiyon koşulları altında, SNCR teknolojisinin denitrifikasyon verimliliği %60-80'e ulaşabilir.
(2) Daha düşük egzoz gazı koşulu gereksinimleri: Katalizörün bulunmaması nedeniyle egzoz gazının sıcaklığı ve toz içeriği nispeten düşüktür.
(3) Daha düşük yatırım ve işletme maliyetleri: Katalizöre ve karmaşık ekipman tasarımına gerek olmadığından, bu nispeten düşük yatırım ve işletme maliyetleriyle sonuçlanır.
SCR ve SNCR teknolojilerinin karşılaştırılması
l Denitrifikasyon verimliliği: SCR teknolojisinin denitrifikasyon verimliliği SNCR teknolojisinden daha yüksektir; ilki %90'dan fazlasına, ikincisi ise %60-%80'e ulaşabilir.
l egzoz gazı koşullarının gerekliliklerine göre: SCR teknolojisi, egzoz gazı sıcaklığı ve toz içeriği açısından daha yüksek gereksinimlere sahiptir ve sıkı bir ön işlem gerektirir; ve SNCR teknolojisi egzoz gazları açısından daha azını gerektirir.
l Yatırım ve işletme maliyetleri: SCR teknolojisinin yatırım ve işletme maliyetleri, esas olarak katalizör ve indirgeyicilerin kullanımı ve ekipmanın karmaşık yapısı nedeniyle SNCR teknolojisine göre daha yüksektir.
Uygulama kapsamı: SCR teknolojisi, yüksek sıcaklık, yüksek toz ve yüksek kükürtlü egzoz gazlarının arıtılması için uygundur; SNCR teknolojisi ise düşük ve orta sıcaklıktaki egzoz gazlarının arıtılması için uygundur.
SCR teknolojisi olgun teknoloji, yüksek denitrifikasyon verimliliği, kararlı çalışma, ikincil kirliliğin olmaması vb. özelliklere sahiptir. SCR teknolojisi genellikle denitrifikasyon verimliliğinin %70'ten büyük olması gerektiğinde seçilir. SCR teknolojisini kullanan denitrifikasyonun verimliliği %90'dan fazla olabilir.
Toz haline getirilmiş kömürün yakılmasında SNCR'nin denitrifikasyon verimliliği genellikle %40~50'dir ve dolaşımdaki akışkan yataktaki denitrifikasyon verimliliği genellikle %50~70'dir.
