すべて工業ボイラ排ガス脱硝設備は低窒素燃焼技術及び排ガス脱硝技術(酸化排ガス脱硝法と還元法排ガス脱硝)を採用し、例えばSCR排ガス脱硝法、SNCR排ガス脱硝法など、1つは低NO燃焼技術を採用し、炉内NO生成量を低減する、第二に、煙道の尾部に煙道ガス脱硝装置を設置し、煙道ガス中のNOを窒素ガスまたは有用な肥料に変換し、煙道ガス脱硝効率が高い。
一、低窒素燃焼技術
低窒素燃焼技術は主に燃焼によりNO生成量を低減する技術を指し、その主要なルート:
1、N含有量の低い燃料を選択し、燃料の脱窒、例えば清潔な天然ガスを燃焼燃料として採用する、
2、過剰空気係数を下げ、過濃燃焼を組織し、燃料周囲の酸素濃度を下げる、すなわち低過剰空気燃焼、
3、適切な過剰空気条件下で、温度ピークを下げて、熱力NOの生成を減少する、
4.酸素濃度が低い場合、火炎前線及び反応ゾーンにおける燃焼性物質の滞留時間を増加させる。
5、低NO燃焼技術を採用することでNOの排出を一部減らすことができるが、NOの除去率は相対的に低く、NOの排出をさらに低減するためには、煙ガス脱硝技術を採用することが望ましい、
二、工業ボイラーの排ガス脱硝技術
工業ボイラーの排ガス脱硝技術は酸化法と還元法の2つの方法に分けることができる。酸化法工業ボイラーの排ガス脱硝とは、主にNOを酸化して二酸化窒素にし、二酸化窒素を水に溶解してHNO 3にしたり、アルカリ性物質に吸収されたりすることを指す。還元法工業ボイラーの排ガス脱硝とは、主にNH 3、CH 4、CO、H 2などの還元剤を用いてNOとNO 2をN 2に還元し、大気に排出することを指す。還元法には後続廃水処理などの問題はない。そのため、還元法は現在の排ガス脱硝の一般的な方法である。還元法工業ボイラーの排ガス脱硝技術は主にSCR選択的触媒還元法、NSCR非選択的触媒還元法と選択的非触媒還元法がある。
1、選択的触媒還元法(SCR)。選択性とは、NH 3が触媒の存在下でNOと還元除去作用を起こし、煙中の酸素と酸化反応を行うのではなく、アンモニアの消費を低減することを意味する。その反応式は:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O;
同時にいくつかの副反応も存在し、その反応式は以下の通りである:
4 NH 3+5 O 2→4 NO+6 H 2 O(NH 3の酸化反応)、
4 NH 3+3 O 2→2 N 2+6 H 2 O(NH 3の熱分解反応)、
2、非選択的触媒還元法(NSCR)。
非選択的触媒還元法は還元剤としてCH 4、CO、H 2などの混合ガスを用い、一定の温度と触媒の作用下で煙道ガス中のNOxとO 2と反応し、NOxを除去する目的を達成する。NSCRとSCRの違いは、NSCRの還元剤と煙中の酸素とが酸化反応してCO 2とH 2 Oを生成するため、還元剤の消費量が大きく、選択的な脱硝方法に比べてNSCRの運転費用が高いことである。
3、選択的非触媒還元法(SNCR)。選択的非触媒還元法ではNH 3、尿素などの還元剤のみでNOxを選択的に反応させ、触媒を用いない。したがって、SNCR法は高温域に還元剤を添加すべきである。この温度帯は一般的に900〜1100℃である。この方法の利点は触媒を使わず、設備と運行費用が少ないが、NH 3などの還元剤の使用量が大きく、潜在漏洩量も大きく、反応温度及び滞留所要時間を保証するのが難しく、脱硝率が低いことである。
4、酸化法脱硝技術。酸化法脱硝技術はNOをNO 2に酸化することが多い。一般的には、NOをO 3、ClO 2、KMnO 4などの酸化剤によってNO 2に酸化し、水またはアルカリ溶液で吸収して脱硝する。吸収剤の種類によってアルカリ吸収剤、酸化吸収法、酸吸収法、吸収還元法、液配位法などに分けることができる。