國七排放標(biāo)準(zhǔn)日益臨近,其中一項引起后處理行業(yè)高度關(guān)注的新規(guī),是將氨逃逸納入強(qiáng)制檢測范圍。這意味著,為降低氮氧化物(NOx)而過度噴射尿素所導(dǎo)致的二次污染問題,正式被提上監(jiān)管議程。
對SCR系統(tǒng)供應(yīng)商而言,這帶來了一道艱難的“三元悖論”難題:必須在高效凈化NOx、控制尿素消耗量,以及抑制氨逃逸這三個相互制約的目標(biāo)之間取得平衡。本文將就此展開深入探討。
一、氨逃逸為何成為監(jiān)管重點(diǎn)?
氨逃逸是指未參與反應(yīng)的氨氣直接排入大氣?,F(xiàn)行SCR系統(tǒng)中,為確保NOx轉(zhuǎn)化效率,普遍采取“過量噴射”策略,即多噴尿素以保障排放達(dá)標(biāo)。然而,過量氨氣排入大氣后,會形成二次顆粒物污染,并間接貢獻(xiàn)溫室氣體效應(yīng)。
據(jù)預(yù)測,國七標(biāo)準(zhǔn)將把氨逃逸上限設(shè)定為10ppm以下,與歐盟標(biāo)準(zhǔn)持平,但遠(yuǎn)嚴(yán)于當(dāng)前國內(nèi)系統(tǒng)普遍20–50ppm的實(shí)際水平。政策導(dǎo)向明確:治理一種污染的同時,不應(yīng)制造新的污染。這也使后處理企業(yè)面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
二、SCR系統(tǒng)的“不可能三角”
后處理工程師正面臨一個三重目標(biāo)間的固有矛盾:
高NOx轉(zhuǎn)化率:需增加尿素噴射量,以提供充足還原劑;
低尿素消耗:需精確控制噴射量以降低成本;
低氨逃逸:需減少尿素噴射,但可能導(dǎo)致NOx轉(zhuǎn)化不完全。
目前多數(shù)系統(tǒng)以NOx轉(zhuǎn)化率為首要目標(biāo),尿素經(jīng)濟(jì)性次之,氨逃逸則常被忽視。國七標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,將迫使行業(yè)重新構(gòu)建技術(shù)平衡。有企業(yè)專家表示:“現(xiàn)有技術(shù)下,三者難以同時最優(yōu),提升某一指標(biāo)往往需犧牲其他性能?!?/span>
三、可行的技術(shù)突破方向
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),行業(yè)正推進(jìn)多條技術(shù)路線的研發(fā):
精細(xì)化管控:通過高精度傳感器與智能控制算法,實(shí)現(xiàn)尿素噴射的“毫克級”精準(zhǔn)調(diào)控。有外資企業(yè)稱,其新一代控制器可降低40%的氨逃逸,同時維持NOx轉(zhuǎn)化率不變。
催化劑創(chuàng)新:開發(fā)寬溫度窗口、高選擇性催化劑,如銅基分子篩材料,提升低溫活性,減少為保效而過度噴射的需要。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)升級:采用雙SCR或加裝氨逃逸催化器(ASC),在主催化單元后增設(shè)二次處理裝置專門捕集余氨,但成本預(yù)計上升30%以上,布置復(fù)雜度也增加。
前瞻技術(shù)儲備:固體氨系統(tǒng)、電輔助加熱SCR等新方案正在實(shí)驗室驗證階段,雖有望從根本上改變還原劑供給方式,但距離商業(yè)化尚需時日。
山東新澤儀器有限公司生產(chǎn)的TK-1100型氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)采用高溫伴熱抽取技術(shù)+TDLAS技術(shù)(可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)),對脫硝過程中的逃逸氨進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測,系統(tǒng)由取樣及傳輸單元、預(yù)處理及控制單元、分析單元三部分構(gòu)成,主要應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域氣體排放監(jiān)測和過程控制,例如:燃煤發(fā)電廠、鋁廠、鋼鐵廠、冶煉廠、垃圾發(fā)電站、水泥廠和化工廠、玻璃廠等。
