脱硫脱硝一体化技术

脱硫脱硝一体化技术（精选10篇）

脱硫脱硝一体化技术 篇1

当前, 全球范围内的大气污染还很严重, 在进行工业生产的过程中, 会产生有害气体, 这也使得大气污染加剧。随着人们环保意识的提高, 大气污染治理的问题越来越受到关注。我国的工业在生产的过程中, 会燃烧化石燃料, 这会产生大量危害大气的气体, 因此, 为了减少大气污染, 就需要对这些气体进行处理, 传统的处理等方法为烟气脱硫技术, 不过随着科学技术的发展, 研制出了更具经济、环境及社会效益的方法, 脱硫脱硝除尘一体化技术。

1 烟气脱硫技术

1.1 湿法烟气脱硫

在利用湿法烟气脱硫技术时, 要借助碱性溶液或浆液来实现, 将其作为吸收剂, 有效的实现脱硫。在利用此种方法进行脱硫时, 具有非常高的效率, 而且吸收剂的利用率也比较高, 不过, 在利用湿法烟气脱硫时, 操作流程非常长, 而且环节也比较多, 在脱硫的过程中会产生一定量的生产废水, 如果处理不当, 会造成二次污染。

1.2 干法烟气脱硫

干法烟气脱硫是将吸收剂与二氧化硫一同放进反应器中, 二者反应完成之后进行干燥, 最终实现脱硫。干法烟气脱硫在操作时比较简单, 所需花费的成本比较少, 不过脱硫率比较差, 吸收剂的利用率也不高。

1.3 电子束烟气脱硫

如果从工艺上来看, 电子束烟气脱硫是干法烟气脱硫的一个分支, 不过, 由于该种方法具有较高的科技含量, 因此在实际的脱硫中也有广泛的应用。所谓电子束烟气脱硫, 是指将烟气用高能电子束照射, 从而通过辐射反映实现脱硫。在利用电子束烟气脱硫的过程中, 废水、废渣等都不会额外产生, 而且副产品还可以用作化肥。

1.4 海水烟气脱硫

海水烟气脱硫主要是利用海水中含有的物质, 烟气中的二氧化硫通过与海水中的物质发生反应, 生成硫酸盐, 硫酸盐能够被分解, 流回大海之后并不会造成海水污染。

2 烟气脱硫脱硝除尘一体化技术

2.1 碳基材料法

碳基材料是一种吸附剂和催化剂, 具有非常优良的性能, 可以实现再生利用。当前, 碳基材料主要有四种类型:活性炭、活性焦、活性炭纤维、活性半焦。活性炭具有较强的吸附功能, 烟气中所含有的二氧化硫、氮氧化物等都可以被很好地吸附, 同时, 烟尘粒子等也可以被活性炭吸附。活性焦在进行脱硫时, 所主要依赖的也是吸附功能。利用碳基材料法进行脱硫脱硝除尘, 可以实现小投资大收益, 而且操作起来比较简单, 另外, 该种技术还节省占地面积。

2.2 臭氧氧化法

在脱硫脱硝除尘一体化技术中, 最为重要的一个步骤是二氧化硫和氮氧化合物的氧化。利用臭氧氧化法, 可以使该步骤的氧化效果提升, 另外, 该种技术还可以同时脱除锅炉烟气多种污染物。

2.3 脉冲电晕法

所谓脉冲电晕法, 是指在两端的电极上加上高电压, 当电极附近存在气体介质时, 高电压会产生局部击穿, 这样就会产生放电现象, 进而获得非热平衡等离子体。在非热平衡等离子体体内, 高能活性粒子的数量比较多, 在普通条件下, 有些化学反应是很难进行的, 不过, 通过高能活性粒子, 这些化学反应都可以实现, 从而有效的将烟气中蕴含的污染物予以脱除。现今, 在该项技术的研究方面, 已经取得了非常好的成果。

2.4 金属氧化物催化法

在进行烟气脱硫脱销时, 采用金属氧化物催化剂, 通过金属氧化剂的催化作用, 将脱硫脱硝的活性进行有效地提高, 不过在这个过程中, 脱硫率比较好, 脱硝率比较差, 因此好需要进行进一步的研究。当前, 我国已有的金属氧化物催化剂有氧化铜、氧化铝等, 不过, 鉴于此种方法的脱硫脱硝率不理想, 因此还需进行进一步的研究, 同时, 新型的催化剂也在不断地进行研制。

2.5 氯酸氧化法

这是一种湿法脱硫脱硝除尘一体化技术, 对于脱硫与脱硝工作, 该种方法可以同时进行, 而且二者脱除的效率都比较高。氯酸钠在经过电解作用之后, 就可以产生氯酸, 在烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行氧化时, 通过氯酸氧化法, 可以有效地实现脱硫脱硝除尘。不过, 在利用该种方法实现脱硫脱硝除尘一体化技术时, 由于具有强氧化性, 很容易对使设备受到强腐蚀的危害。另外, 通过氯酸氧化法进行氧化, 氧化剂需要进行回收, 吸收废弃之后的溶液也需要进行科学处理, 然而, 这两项工作还比较难以开展。

3 结语

现阶段, 无论是国外还是国内, 脱硫技术都已经发展的比较成熟, 不过脱硝技术发展的还不完善, 正处于研究的阶段。不过, 单纯的对烟气进行脱硫还无法实现良好的保护大气环境, 必须要实现脱硫脱硝一体化。同时, 在一体化技术中还要加入除尘技术, 避免烟尘粒子危害大气环境。在对脱硫脱硝除尘一体化技术研究的过程中, 要十分注意避免二次污染的产生, 当前, 该项一体化技术发展的还不完善, 还需进行大力的研究, 以便于改善脱硫脱硝除尘一体化技术, 从而更好的实现环境保护。

摘要：在化石燃料燃烧的过程中, 会产生大量的酸性气体, 比如二氧化硫、氮氧化物等, 这些气体的产生将会对大气造成严重的污染。为了减少有害气体对大气的污染, 采用烟气脱硫技术, 在传统的烟气脱硫技术中, 包含湿法、干法、半干法等, 不过, 经过多年的研究, 一些新的脱硫脱硝技术已经出现, 由此有了脱硫脱硝除尘一体化技术的研究。

关键词：脱硫,脱硝,除尘,一体化

参考文献

[1]赵娜, 吕瑞滨.烟气脱硫脱硝一体化技术的现状与展望[J].中国资源综合利用, 2011, (10) :31-33.

[2]徐娇霞, 丁明, 尤振丰, 等.玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术探讨[J].玻璃, 2013, (05) :43-45.

脱硫脱硝一体化技术 篇2

烟气联合脱硫脱硝技术的对比研究

新的火电厂大气污染物排放标准的.颁布,对SO2和NOx排放的限制更加严格.联合脱硫脱氮技术比单独脱硫或脱氮更有优势,是未来控制大气污染物的主要方法.对CuO脱硫脱硝技术和活性炭联合脱硫脱硝技术的特点进行了对比,主要分析了温度对Al2O3载体和活性炭结构的影响及再生方式对脱硫脱硝效率的影响.最后指出了这2种技术的发展方向以及需要解决的问题.

作 者：高巨宝 樊越胜 邹峥 曹子栋 GAO Ju-bao FAN Yue-sheng ZOU Zheng CAO Zi-dong 作者单位：西安交通大学,能源与动力工程学院,陕西,西安,710049刊 名：锅炉技术 PKU英文刊名：BOILER TECHNOLOGY年，卷(期)：37(5)分类号：X705关键词：联合脱硫脱氮 活性炭 CuO脱硫剂 Al2O3载体

脱硫脱硝一体化技术 篇3

关键词：船舶尾气 脱硫脱硝 工艺市场前景

0 引言

在世界货物运输中，海洋运输占据了很大的比例。海洋货物运输具有通行能力大、运输量大、运费低廉、对货物的适应性强、速度较低、风险较大等特点。目前，国际贸易总运量中的三分之二以上，我国进出口货物运输总量的90%都是利用海洋运输。

随着运输船舶数量的剧增，船舶排放污染物对大气环境和海洋环境造成的污染和危害也日趋严重。船舶柴油机燃烧排放的尾气主要以二氧化硫SO2和氮氧化物NO2为主，根据2014年国际海事组织（IMO）统计数据显示，船舶尾气年排放SO2、NO2分别约占全球排放总量的13%和15%。相关报告也指出，船舶产生尾气所造成的大气污染约占整个大气污染总量的5%～11%。

为了减少船舶尾气中硫氧化物SO2、氮氧化物NO2及颗粒物对大气环境的影响，最直接的方法就是减少船舶燃料油中的硫含量和氮含量，IMO和欧美发达国家通过制定相关法规，对船用燃料油中的硫含量和氮含量设定了限值标准，并加以施行。除此之外，近年来国内外一些船用设备厂商及科研院所在船舶硫氧化物、氮氧化物排放控制技术方面开展了大量的研究工作。本文概述了船舶硫氧化物、氮氧化物排放控制的相关法规，重点介绍了船舶脱硫脱硝技术的现状，并分析了船舶尾气排放控制技术的未来发展趋势。

1 船舶尾气排放控制法规介绍

1.1船舶硫氧化物排放控制法规

由于船舶排放尾气中含有大量的硫氧化物SO2，这些硫氧化物的排放造成了严重的大气污染，国际社会与地区性组织纷纷立法限制船舶硫氧化物排放。降低燃油中的硫含量是最有效最直接的减排措施，因此，国际海事组织（IMO）、美国环保局（USEPA）、欧洲环境署（EEA）等针对全球和局部海域船舶燃油硫含量做出了日趋严苛的限值规定。MARPOL 公约附则Ⅵ2005 年起开始生效，船舶在欧美地区硫排放控制区（SECA）航行时，船舶燃油硫含量限值标准为 1.5%（质量分数），然而从 2015 年起，当船舶进入 SECA 时，燃油硫含量标准相比之前需降低 90%以上，这使得从事国际贸易的远洋船舶面临严峻的减排压力。此外，除目前 IMO 规定的 SECA外，墨西哥海岸、香港、澳大利亚、中国珠三角、长三角、环渤海（京津冀）等地区的近岸海域也都已成为 SECA，未来全球范围内所有近岸海域均有可能划为 SECA 范畴，因此这将对船舶硫氧化物排放控制技术的发展产生重要的促进作用。

1.2 船舶氮氧化物排放控制法规

MARPOL 公约附则VI对氮氧化物NO2的排放针对低速级（N<130r/min）、中速机（130r/min≤N<2000r/min）、高速机（N≥2000r/min）分三个阶段进行限制，具体见表1-1

根据表1-1所示，2016年1月1日以后，对于低速级、中速机、高速机三种柴油机，其相应的氮氧化物NO2的排放标准将比现阶段分别降低76.38%、79.54%和74.02%。鉴于IMO对船舶柴油机燃烧排放的二氧化硫SO2和氮氧化物NO2的排放量已作出的明确规定，许多国家和地区也都在积极采取各种措施限制船舶尾气排放。

2 船舶尾气脱硫技术研究

烟气脱硫的技术研究起源于20世纪初期，据不完全统计，世界各国研发、使用的烟气脱硫技术多达200多种，按脱硫工艺是否加水和脱硫产物的干湿形态分为三种：干法、半干法和湿法。当前国际社会脱硫技术的主要工艺有石膏烟气脱硫法、旋转喷雾干燥脱硫法和海水脱硫法等。

2.1 石膏烟气脱硫法

石膏烟气脱硫法在一些国家的发电厂得到了广泛应用。该法主要是选用价格低廉的石灰石，然后将石灰石打磨成粉，添加清水制成脱硫吸收石灰浆液，经溶解、中和、氧化和结晶等一系列的反应后，最终生成二水石膏。该方法采用的工艺流程如图1所示。

目前，虽然该工艺在工业烟气脱硫中得到了广泛应用，且通过适当添加有机酸等化学物质，可使得脱硫的效率提高到90%以上。但对于处理船舶尾气而言，该技术仍存在占地面积大、系统管理复杂、初期投资大、磨损和腐蚀设备较为严重等问题。所以，亟须优化石膏法烟气脱硫工艺并提高该工艺的性价比，对后期投入船舶使用将大有裨益。

2.2 旋转喷雾干燥脱硫法

旋转喷雾干燥烟气脱硫法（SDA）最早由丹麦 NIRO公司开发，目前已广泛应用于液态原料生产固态粉末的化工、制药、食品等现代工业废气处理系统中。该方法反应系统主要由石灰石浆液制备系统、反应塔系统、除尘净化系统、飞灰输送及处理系统、活性炭喷射系统、自动化控制系统等组成，其脱硫工艺流程如图2所示。

SDA 技术的脱硫效率一般在 70%～95%，在处理中低硫燃料燃烧排放的尾气时取得了较好的效果，但是在处理高硫燃料燃烧排放的尾气时，由于需要高浓度的石灰石浆液作为脱硫吸收剂，则会给设备带来堵塞、腐蚀等一系列问题。除此之外，反应的终产物为CaSO4、CaCl2和CaF2，这些物质的处理也比较困难。

由于远洋船舶一般使用劣质的重燃料油作为燃料，含硫量相对较高，因而对于 SDA 技术而言，目前亟须改善处理高硫燃料燃烧排放尾气的脱硫工艺，提高脱硫效率，同时研发新型的脱硫吸收剂，使得反应的终产物可以回收利用。

2.3 海水脱硫法

海水脱硫法是近几十年发展起来一种较为成熟的脱硫技术，最早是在二十世纪六十年代由美国率先提出。该方法充分利用了天然海水的酸碱缓冲能力和强中和酸性气体的能力来有效脱除烟气中SO2。该技术工艺采用的系统主要由烟气系统、供排海水系统、SO2吸收系统、海水水质恢复系统四部分组成。其主要工艺流程如图3所示。

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由于海水脱硫工艺流程简单、高效环保、可靠性和经济性较高，对生态环境的污染较小，被认为是较理想的船舶尾气处理方法之一。但目前海水脱硫法在处理高硫燃料燃烧排放的尾气时效果不佳，设备占用空间大，在低盐度海域脱硫效率低，一旦上述问题得以解决，将能大大推动该项技术在船舶尾气处理方面的应用。

3 船舶尾气脱硝技术研究

烟气脱硝技术主要用于控制氮氧化物（NOX）的排放，分为烟气净化技术和低 NOX燃烧控制技术两类。对于船舶尾气处理技术而言，主要是研究烟气净化技术，目前较为成熟的方法有选择性非催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR）两类。

3.1 选择性非催化还原法（SNCR）

20世纪70年代中期，SNCR 脱硝技术首先应用于日本的燃气和燃油电厂，后逐步推广到欧美等发达国家。SNCR 脱硝技术是通过向高温（温度范围一般在 900℃～ 1200℃）烟气中喷射CON2H4或氨等还原剂，将NOX还原成 N2和 H2O，采用的工艺主要由还原剂制备与存储系统、稀释系统、计量及分配系统、增温增压系统、喷射系统、蒸发系统等组成。其主要工艺流程如图 4 所示。

SNCR 脱硝技术对于处理船舶尾气而言，在处理燃油机组燃烧排放的尾气时，仅仅使得NOx排放量降低 30%～50%，如何提高 SNCR 技术在此方面的脱硝效率，是今后重点研究的方向之一。

3.2 选择性催化还原法（SCR）

SCR 技术是日本在20世纪70年代末至80年代初首先提出的，后续逐步在欧美等发达国家得到了推广应用。SCR脱硝技术主要是利用还原剂氨类物质，经催化剂的作用，有选择性地将烟气中的NOX还原为无毒无污染的 N2和 H2O，采用的装置如图 5所示。主要是由还原剂制备与存储设备、NH3混合罐、NH3蒸发器、混合器、SCR 反应器、气-气换热器、电除尘器及控制系统等组成。制备的 NH3被泵送到氨蒸发器里与水蒸气混合发生汽化，当稀释的空气与氨水的混合比例约为20∶1 时，通过流动平衡装置送入混合器的氨喷射网格中，然后由氨喷射网格中的喷嘴将NH3喷入到SCR 反应器中，发生脱硝反应，该反应分为有氧和无氧两种情况。

有氧的条件下：

无氧的条件下：

为了保证氨与烟气均匀地扩散与混合，关键技术在于氨喷射控制系统的设计。SCR 技术在现行的电站燃煤锅炉烟气处理中得到了较广泛的应用，但其管路设备的高造价费用及低温下催化剂的失活、还原剂的泄漏污染等问题，制约了该技术在船舶尾气脱硝领域的应用。因此，当前亟需加大对低温催化剂的研究力度，提高单位投资的脱硝效率，推进该技术朝着低成本、高效率、产业化方向发展，应用于船舶尾气处理的前景广阔。

4 船舶尾气脱硫脱硝一体化技术研究

烟气脱硫脱硝一体化技术，顾名思义是指将烟气中的 SO2和 NOX同时脱除的一种技术。目前，该项技术在处理船舶尾气方面的研究尚处于起步阶段。该技术具有设备结构简单、占地小、成本低、运行可靠等优点，逐步受到国际社会和航运界的关注和重视，将是未来烟气综合处理技术发展的方向。对于船舶尾气处理而言，目前较为适用的脱硫脱硝一体化技术有电子束氨法和光催化法。

4.1电子束氨法

电子束氨法是在20世纪70年代由日本荏原公司首先提出，主要是采用电子加速器产生的高能电子束（800keV～1MeV）来辐照烟气，将烟气中的 SO2、NOX氧化成高价态氧化物 SO、NO，进而转变成（NH）SO、NHNO，最终实现烟气脱硫脱硝的一种技术。该方法的工艺流程如图 6 所示，主要由烟气调节系统、辐照反应系统、氨存储及供氨系统、副产物收集处理系统及调节控制系统等组成。

烟气在反应器中被电子束照射，使 SO2、NOX 氧化，经一系列化学反应后，生成H2SO4和 HNO3，并与注入的氨中和，最终生成的副产物肥料等，避免了二次环境污染，实现氮硫资源的综合利用和自然生态循环。

但该技术利用高能耗的电子加速器产生辐射的电子来处理烟气，需要较高的能耗，大多数船舶难以满足其要求，因而亟须开发低能耗的电子束氨法脱硫脱硝工艺。

4.2 光催化法

光催化法是近年来迅速发展起来的一种被称为“绿色友好”的新兴技术，是目前国内外船舶尾气处理研究的热点之一。该技术利用一定能量的光照光催化剂，将尾气中 SO2和 NOX等有害成分氧化或还原成无污染的物质。光催化通常使用的是纳米光催化剂，该催化剂在紫外光照射下，具有较强的催化活性，目前，以 TiO2作为基底的光催化剂在处理船舶尾气方面，已经取得了实质性的进展和突破。

上海海事大学海洋材料研究院课题组在船舶尾气脱硫脱硝催化剂开发取得了突破，可保证光催化工艺长期可靠运行。并提出了一种新型的研究方法来处理船舶尾气，其工艺流程如图 7 所示。

实验表明：该方法对 SOX和 NOX处理效率最高可达85%和 95%。由上述过程可知，光催化法具有处理船舶尾气反应条件较为温和、脱硫脱硝同时作用、降解彻底等优点，是目前最具发展前景的新技术之一。但目前催化剂材料的失活及光利用效率等关键问题亟待解决，未来在上述问题及研究领域的突破将成为推动船舶尾气净化技术成功应用的原动力。

5 结语

目前，对于船舶尾气处理的研究，大都是单独进行的，技术还有待进一步提高，同时由于船舶自身的一些条件限制，如船舶的类型、航行的水域、船舶的空间、使用燃油的类型等，制约当前一些脱硫脱硝技术在船舶尾气处理上的应用。而随着人们环保意识的提高，国际海事组织（IMO）对船舶尾气排放必将实施更为严苛的标准，研究者可根据船舶在内河或海上航行的特点，借鉴当前工业废气处理中运用较为成熟的脱硫脱硝技术，通过对其进行革新、改进或优化，研究出新型的经济的适用船舶尾气的处理技术，早日解决船舶排放尾气的污染问题。

参考文献：

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[3]王明智.国内烟气脱硝技术的应用[J].沿海企业与科技，2011（2）：26-29.

[4]吴金泉.浅谈SCR烟气脱硝工艺特点[J].海峡科学，2011（5）：22-24.

[5]黄锦勇，刘国光，张万辉等.TiO2光催化还原重金属离子的研究进展[J].环境科学与技术，2008，31（12）：105-108.

[6]李松梅，董耀华.国内外船舶尾气处理技术研究现状及发展趋势[J].机械工程师，2013，5.

脱硫脱硝一体化技术 篇4

关键词：火电厂,烟气,脱硫脱硝

0 引言

煤炭是一种重要的能源资源, 由于中国自身的能源储备特点, 其在中国能源结构中超过有70%的占有率[1], 并且在今后相当长一段时间内以煤炭为主的能源供应和消耗格局不会改变[2]。目前中国SO2排放量的90%、NOx排放量的67%、烟尘排放量的70%来自于燃煤[3], 而全国55%的煤炭用于发电[4]。《国家环境保护“十二五”规划》指出, 到2015年, SO2排放总量要比2010年下降8%, NOx排放总量下降10%;大力推动脱硫脱硝一体化、除磷脱氮一体化及脱除重金属等综合控制技术的发展[4]。因此, 找到同时控制燃煤电厂SO2和NOx排放的经济高效的方法显得尤为重要。

1 脱硫脱硝一体化技术

烟气中的SO2和NOx污染物都是酸性污染物, 这就从原理上决定了它们有同时脱除的可能性。目前脱硫脱硝一体化技术已经开发了70多种[5], 但能达到工业规模应用的不多, 其中比较突出的有Cu O吸附法、脉冲电晕法及炭基催化法。

1.1 Cu O吸附法法脱硫脱硝技术

1.1.1 脱硫脱硝原理

Cu O吸附法主要是利用以Cu O-Si O2和Cu O-Al2O3为主的吸附剂进行SO2和NOx的脱除。Cu O在一定的温度 (300℃~500℃) 下可以与烟气中的SO2反应生成Cu SO4:

而生成的Cu SO4和Cu O是活性很高的催化剂, 在通入NH3的情况下可以以SCR法催化还原NOx:

对于吸收饱和的Cu SO4可以进行还原, 再生成Cu O重新利用副产物SO2可进行制酸。

1.1.2 工艺流程

Cu O吸附法工艺流程图如图1所示。烟气在进入吸收器之前预先通入适量的NH3, 进入吸收器之后烟气中的SO2和吸收剂反应生成Cu SO4脱除, 之后在NH3的作用下NOx与其发生氧化还原反应变成N2脱除。吸收饱和的吸附剂移入再生器, 在还原性气体中进行再生[6]。

1.1.3 技术特点

Cu O吸附法可达到90%以上的硫脱除率和75%的硝脱除率, 在吸附温度750℃左右时其脱硫脱硝率可达90%以上且有99.9%的除尘率[6]。不产生废渣或废液, 无二次污染, 副产物可进行硫磺和H2SO4的回收, 排放的烟气无需再加热且吸附剂可进行循环再生[7]。

1.1.4 存在的问题

该法主要的问题是吸附剂的稳定性差, 在不断吸收、还原、氧化的过程中Cu O的活性逐渐下降甚至失去作用。另外该工艺反应温度较高, 需要加热装置且吸附剂的制作成本高, 经济性差。

1.2 脉冲电晕法脱硫脱硝技术

1.2.1 脱硫脱硝原理

脉冲电晕法使用高压电源电晕放电来取代昂贵的电子加速器产生高能电子。其反应机理如下:通过交直流叠加电源加到放电电极上, 产生高压脉冲电晕放电, 使得烟气分子突然获得巨大的能量, 获得常温下的非平衡等离子体。这些等离子体里面含有大量的高能离子、电子、激发态粒子, 这些活性粒子使被电晕放电一同激活的SO2、NO分子经过一系列复杂的电化学反应被氧化且与烟气中的水形成相应的酸。酸与添加的氨形成 (NH3) 2SO4和NH3NO3, 收集之后处理加工成化肥[8]。

1.2.2 工艺流程

脉冲电晕法的系统工艺流程图如图2所示。烟气经加热加湿后进入反应器, 在脉冲电源的作用下, 氧化SO2和NO并与水蒸气形成酸脱除。最后通过捕捉收集装置将相应的副产物铵盐进行收集处理加工。

1.2.3 技术特点

脉冲电晕法由电子束照射法发展而来但避免了使用电子加速器, 因此没有了电子枪寿命及X射线屏蔽的问题。它能在单一过程内一体脱出SO2和NOx, 并且该工艺还有除尘效果, 其副产物可做肥料。

1.2.4 存在的问题

试验研究不充分。添加剂和脉冲电晕放电对脱除SO2和NOx作用大小不清楚。副产物以微粒的形式存在, 难以收集。并且该方法能耗高, 由于负载的特殊性, 没有有效解决反应器和电源的有效匹配。

1.3 炭基催化脱硫脱硝法

1.3.1 脱硫脱硝原理

常用的炭基材料一般有活性炭、活性焦、活性炭纤维等, 它们都是孔隙结构丰富、比表面积大、具有良好吸附性的材料。炭基材料表面官能团比较丰富, 其本身就是良好的催化剂, 同时其也可以作为催化剂载体, 其脱硫脱硝反应机理如下:

a) 脱硫。SO2在炭基材料表面的吸附有两种形式:物理吸附和化学吸附。物理吸附发生在烟气中没有水蒸气和氧的存在时, 其吸附量较小;当烟气中有充足的O2和水蒸气时, 由于炭基材料表面具有催化作用, 物理吸附和化学吸附同时发生, 吸附量增大。烟气中的O2将被吸附的SO2氧化成SO3, 其再与水蒸气反应生成H2SO4:

b) 脱硝。在90℃~250℃之间炭基材料可以将NO催化还原成N2和水, 而此温度恰好在锅炉烟气排放的窗口温度内, 因此将炭基材料作为选择性催化还原技术的催化剂, 在通入NH3的情况下, 和烟气中的NOx反应生成N2脱去[9]:

1.3.2 工艺流程

炭基催化法的系统工艺流程图如图3所示。烟气经过冷却系统降温后从底部进入吸收塔向上运动。吸收塔内的活性炭自上而下运动。首先烟气中的SO2被氧化成SO3进而生成硫酸气溶胶吸附在活性炭的空隙中。添加NH3后, 烟气中的NOx在催化还原的作用下转化为N2和H2O脱除。活性炭进入解吸塔, 在约400℃时进行再生, 产出25%~30%的的SO2气体, 生成的SO2气体可以将其加工成液态SO2、H2SO4或单质S进行回收利用。再生的活性焦也可以进行重复利用, 既降低了烟气脱硫脱硝的成本, 又可以有效地实现S的资源化利用。

1.3.3 技术特点

炭基催化法是一种再生工艺法。该工艺可以有效地回收烟气中的S, 中国硫磺目前还需要大量进口, 因此其副产物相比石膏来说会有很好的经济价值。炭基催化法运行操作容易、工艺流程简单, 净气温度高, 不需要在加热装置, 可直接送入烟囱。在脱硫脱硝的同时, 还有除去烟尘和重金属污染物的作用, 属于一种深度烟气净化技术。另外其催化剂来源广泛, 失活的炭基颗粒可以作为燃料使用, 不会产生二次污染。

1.3.4 存在的问题

该工艺最大的特点是富集的SOx气体需要消耗大量的炭基材料, 成本较高。吸收塔中喷射氨增加了活性 (焦) 炭的粘附力, 会造成吸收塔内气流分布的不均。另外, 在脱硫脱硝过程中, 烟气中的SO2和NOx会互相影响。烟气中的SO2会占据更多的活化位, 其与NOx在炭基催化剂上形成竞争关系。

2 技术比较

结合中国国情, 在几种主流脱硫脱硝一体化技术中, 如表1, Cu O吸附法吸收剂稳定性差及反应温度较高阻碍了其工业化, 等离子法脱硫脱硝技术复杂, 且其高能耗的弊端得不到解决。相比较来说, 炭基催化法运行费用低, 尤其是活性焦法脱除剂来源广泛、价格低廉且其副产物利用价值大, 在中国有很好的应用前景。

3 结语

目前, 炭基催化脱硫脱硝法在中国还处于实验阶段, 应该加强对活性焦活化和改进方法的研究, 如利用微波技术改造活性焦的空隙、用碱性氢氧化物对其进行改性等, 尽早开发用于脱硫脱硝效果好且经济可以量产的活性焦。另外其副产物的有效回收利用对于降低整个系统的成本很重要, 如果稳定可靠地能将价格低廉、来源广泛、含S量高的劣质煤还原为便于储存运输且销量较好的单质S, 不仅会带来很好的经济效益, 而且有长远的社会效益。在中国燃煤火电厂脱硫脱硝进展有很大差异的情况下, 一方面对老旧机组进行改造, 另一方面可以增加新的脱硫脱硝一体化技术的工业试点机组, 使低能耗高效率的脱硫脱硝一体化设备尽早实现工业化。

参考文献

[1]巩梦丹, 尹华强.燃煤电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术及展望[J].热电技术, 2013 (2) :1-4.

[2]王洪.脱硫脱硝协同技术的应用与发展[J].电站系统工程, 2013, 29 (3) :80-81.

[3]中华人民共和国环保部.2012年环境统计年报[EB/OL].[2013-12-25.].http://zls.mep.gov.cn/hjtj/nb/2012tjnb/201312/t20131225_265556.htm.

[4]刘涛, 曾令可, 税安泽, 等.烟气脱硫脱硝一体化技术的研究现状[J].工业炉, 2007, 29 (4) :12-15.

[5]宋增林, 王丽萍, 程璞.火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进展[J].热力发电, 2005 (2) :6-9.

[6]李雯.燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺研究[J].机电信息, 2013 (36) :113-115.

[7]葛荣良.火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J].上海电力, 2007 (5) :458-466.

[8]王旭伟, 鄢晓忠, 陈彦菲, 等.国内外电厂燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝技术的研究进展[J].电站系统工程, 2007, 23 (4) :5-7.

脱硫脱硝一体化技术 篇5

脱硫管道事业部获悉湖北电力行业脱硫脱硝工作加快部署

为切实做好2013年主要污染物总量减排工作，加快电力行业重点减排项目建设，省环保厅近日印发了《关于进一步推进电力行业脱硫脱硝工作的通知》（鄂环办 [2013]62号），就全省如何推进电力企业脱硫脱硝工作进行了安排部署。

一是加强脱硫脱硝工作组织领导。要求各相关企业必须、按照时限要求，制定切实可行的脱硫脱硝实施方案，落实建设资金，合理安排工期，加快建设进度，确保按期完成建设任务。

二是强力推进火电脱硝工程建设。要求列入减排目标责任书及“十二五”减排规划的火电脱硝改造项目务必按规定时间节点要求建成投运，所有现有火电机组脱硝改造项目须2014年6月底前完成，机组氮氧化物排放浓度应在2014年7月1日前达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定的排放浓度限值。对于2014年6月底前未能建成投运的火电脱硝改造项目，省级减排专项资金将不再给予奖励，同时环保部门将按国家环保法律法规和新标准要求加大排污费征收和行政处罚力度。

三是加快火电脱硫设施建设与改造。要求加快小热电机组脱硫设施建设，目前未建设脱硫设施的小火电企业务必按照时间节点要求建成脱硫设施并投入运行。进一步改造完善火电机组脱硫和除尘设施，电力企业二氧化硫和烟尘浓度2014年7月1日前达到新标准要求。推进脱硫烟气旁路取消工作。所有机组务必2014年6月底前全面完成旁路拆除工作。新审批的火电项目，一律不得设置脱硫设施烟气旁路。

四是强化脱硫脱硝设施运行管理。对已建成烟气脱硫和脱硝设施的企业，要加强运行管理，确保设施正常稳定运行，综合脱硝效率不低于70%。省厅将严格实施脱硫、脱硝设施投运率考核，扣减相应脱硫脱硝电价，并依具体情况对企业存在问题进行挂牌督办。

燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺研究 篇6

大气污染是环境问题中很重要的一个分支,它与人类的生存及发展有直接关联。然而,燃烟煤气中含有大量SO2和NOx这些气体氧化物若不经处理就直接向大气中排放,会对大气层造成严重破坏。因此,对燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺进行研究具有重要意义。

1 在我国对燃煤烟气进行脱硫脱硝处理的实际意义

燃煤烟气的脱硫脱硝一体化处理在我国是刻不容缓的。中国的煤产量占世界总量的1/4,中国是全球最大的煤炭生产国和消耗国,在将来很长一段时期内中国都会以煤炭作为一次能源。大量煤炭燃烧后会排放出许多SOx和NOx,这些有害气体未经处理就排放到大气中,会导致酸雨、臭氧层被破坏等环境问题,与我国倡导的可持续发展理念相悖,并且这样只能获得短暂的经济效益,但却严重阻碍长远的发展。因此,对燃煤烟气进行脱硫脱硝一体化处理具有很重要的现实意义。

2 常见的燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺

典型的燃煤烟气脱硫脱硝工艺主要有2种形式,即干法和湿法。干式工艺主要有固相吸收/再生工艺、碱性喷雾干燥工艺、辐射法、气/固催化工艺等,湿式工艺则主要包括铁的整合物吸收法以及氧化/吸收工艺等。下面就几种常见的燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺进行简要阐述。

2.1 固相吸收/再生工艺

固相吸收/再生燃煤烟气脱硫脱硝工艺的主要思想是通过采用催化剂或者固体吸收剂,使其与燃煤烟气中含有的SOx或NOx等有害气体起反应,或将这些有害气体吸收,再生器中的氮或者是硫可从吸收剂里释放出来,且吸收剂可以循环使用,这样不仅将有害气体吸收干净了,还提高了资源的利用率。而经回收后所得的硫可作进一步处理,得到硫元素或H2SO4等;经回收后所得的氮通过再循环或者喷射氨水至锅炉,可分解为H2O和N2。N2是空气中含量最多的气体,排放出去对大气没有任何危害。在此项脱硫脱硝工艺中,常用的吸收剂为CuO、硅胶、分子筛以及活性炭等。下面对这几种采用不同吸收剂的脱硫脱硝工艺进行简要阐述。

(1) CuO法。人们对此种燃煤烟气脱硫脱硝方法已经进行了比较深入的研究,CuO可作为活性组分,同时将SO2以及NOx从燃煤烟气中脱除。此种方法以采用CuO/Al2O3以及CuO/SiO2为主,其中CuO的含量通常保持在4%～6%,当温度为300～400℃时,CuO会与燃煤烟气中的SO2发生化学反应,产生CuSO4;并且CuO对经SCR法还原的NOx气体所具有的催化活性是很高的。对于产生的CuSO4,可用CH4对其进行还原,释放出来的SO2可以制成H2SO4,而还原所得的CuS和金属铜经空气氧化后,又会生成CuO,则此CuO就可被循环利用了。通过此方法进行脱硫脱硝,SO2的脱除率可达到90%,NOx的脱除率可达到75%～80%。(2) SNOXTM技术。SNOXTM脱硫脱硝技术是一种常见的干式脱硫脱硝一体化技术,该工艺的主要流程可表述为:除尘器的出口所排出的NOx进入催化器里,并加入NH3,则NOx气体就会和NH3发生化学反应,生成H2O和N2。在SO2催化器内,SO2被氧化成了SO3,SO3可以用于制作H2SO4,而H2SO4则可用于其他工业制造中。此外,因为脱硫处理是在脱硝处理之后进行的,因此脱硝反应器中泄露出来的NH3在脱硫处理时还可以被继续利用,这一方面提高了NH3的利用率,另一方面可以保证经脱硫脱硝处理后排放出来的气体中,NH3的含量非常小。用此工艺进行脱硫脱硝处理时,脱硫率可达95%,脱硝率可达90%。(3) NOxSO法。NOxSO技术也是一种干式脱硫脱硝技术,且用该方法进行脱硫脱硝处理时,其硫资源是可回收利用的,且脱硫剂可再生。此种方法比较适用于使用中高硫煤的火电机组,其工艺流程如图1所示。该工艺中,从锅炉里排出来的燃煤烟气经过电除尘器的除尘之后,就进入了吸收剂流化床,SO2和NOx气体就被吸附在了含碳酸钠的铝制吸收剂上,经此步骤净化的气体经过布袋除尘器之后就从烟囱中排放出去了。但是当吸收剂的吸收饱和度达到一定程度之后,它就会被移入至再生器里进行再生。被空气加热之后,吸收剂就会把所吸收的NOx气体释放出来,而富含此种气体的热风就会返回到锅炉的燃烧室里,以进行烟气的再次循环。此外,被吸收剂吸收的SO2气体在高温条件下和甲烷发生化学反应,产生H2S和SO2,这些气体可以经过某些化学反应而变为单质硫。硫元素可以被深加工而转换为液态的SO2,当然硫元素也可被加工为其他副产品。使用该工艺进行脱硫脱硝处理,脱硫率为98%,脱硝率为75%。

2.2 气/固催化工艺

此类脱硫脱硝工艺采用某些催化反应,如氢化、氧化以及SCR等,其脱硫脱硝率高达90%,显然,较之于传统SCR工艺,它的脱硝率要高出很多。此外,产生的单质硫还可以作为副产品而被回收或再利用。此工艺的具体方法如下:

(1) Parsons法。Parsons法用于脱硫脱硝处理时,其硫和硝的脱除率是很高的,可达99%以上,它可处理的燃煤烟气量达280 m3/h。此方法应用步骤如下:(1)将SO2还原为H2S,将NOx还原为N2,此2个还原反应是同步进行的。此外,剩余的O2则被还原成常见的H2O了。(2)在H2反应器排出的气体中,可以回收H2S气体。(3)从富含H2S的气体中可以将单质硫给置换出来。

(2) Desonox法。此种方法的工艺流程如图2所示。由图2可以看出,燃煤烟气经过电除尘器的除尘之后,与NH3一起进入反应器,并发生化学反应,使得NOx被还原为N2,而SO2则被氧化成了SO3,继而可转化为H2SO4。

(3) SNRB法。SNRB法可同时用于脱硫脱硝和除尘,其主要思想是利用高温的布袋除尘器来达到脱硝脱硫以及除尘的目的。通过被置于布袋除尘器之前的烟道和布袋外面的过滤层,可滤除燃煤烟气中的SO2气体。而通过往烟道内喷入NH3,再利用布袋内部的催化还原剂,就可以将燃煤烟气内的NOx气体给脱除掉。

2.3 湿法脱硫脱硝一体化工艺

下面介绍一种常见的湿法工艺——氯酸氧化工艺。氯酸氧化工艺采用的是湿式洗涤工艺,在出现催化能力下降以及催化剂失活等情况时,此工艺可在同一设备中实现脱硫脱硝一体化。该工艺采用的是两段流程,分别要经过氧化吸收塔以及碱式吸收塔。其中,氧化吸收塔通过氯酸将NO、SO2以及有毒金属进行氧化处理;而作为后续的碱式吸收塔则是将Na2S和NaOH作为吸收剂,来吸收残留的酸性气体。此工艺的硫及硝脱除率可达95%以上。

3 结语

燃煤烟气中含有大量的有害气体,包括SOx及NOx等,如果不及时对其进行处理会对大气造成巨大的破坏,因此燃煤烟气的脱硫脱硝一体化处理非常重要。常见的脱硫脱硝一体化工艺包括固相吸收/再生工艺、气/固催化工艺以及湿法工艺,而每种工艺都可以采用不同的方式来实现,在实际生产过程中,要根据实际情况来进行选择。

摘要：在探讨燃煤烟气脱硫脱硝处理实际意义的基础上,简单介绍了几种常见的燃气烟煤脱硫脱硝一体化工艺。

关键词：燃煤烟气,脱硫脱硝,一体化工艺

参考文献

[1]韩永富,张海红.烟气脱硫脱硝一体化工艺研究与工程应用进展[J].广州化工,2010(1)

脱硫脱硝一体化技术 篇7

1 脱硫脱硝的必要性

二十一世纪的今天, 人们所面临的环境问题越来越多, 其中主要的一个就是大气污染, 而大气污染主要是由于空气中的氮氧化合物和二氧化硫的作用引起的, 氮氧化合物和二氧化硫主要是来自煤的燃烧, 大部分是来源于发电厂燃烧的煤, 煤经过燃烧后产生的二氧化硫在空气中氧化作用下变成三氧化硫。三氧化硫溶于水就会形成酸雨, 对于建筑物和庄稼的破坏力极大, 而氮氧化合物直接是有毒的, 这些大气的污染物不仅直接影响到人类的健康生活, 而且对于现代的好多疾病都有着重要的影响, 在间接的情况下, 我们都在遭受着大气污染带来的严重后果, 所以说对于电厂脱硫脱硝很有必要, 经过脱硫脱硝之后才可以将污染物间接地进行治理, 这不仅仅关系到我国的发展, 而是整个世界的问题。对于脱硫脱硝主要就是将煤燃烧后产生的二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等进行处理或者加以控制, 关于这方面的研究, 下面将会涉及到。

2 脱硫脱硝技术的研究现状

关于脱硫脱硝技术在各国都在进行研究, 对于二氧化硫的污染, 我国已经投入了大量的人力和物力, 在一定程度上效果不是很明显, 主要还是我国的电厂在发电过程中所使用设备在脱硫方面的效率很低, 只能将其中的一部分进行转化, 其他的还是对大气造成了污染, 从多方面分析是因为我国的脱硫技术还是不够成熟, 在设备方面需要改进, 缺乏专业性的人才同时也缺乏相关的经验, 所以对于我国的一些电力发电设施在修建的时候加入的脱硫脱硝设备并没有发挥到作用, 当前科学技术的不断发展, 逐渐的对于脱硫脱硝有了一定的作用, 目前主要用到的脱硫脱硝一体化工艺方法有以下几种。

2.1 联合脱硫脱硝技术

在当今时代应用的比较多是烟气脱硫脱硝技术, 因为在以前使用的脱硫技术中可以将二氧化硫去除, 同时呢选择有还原性的一些催化剂可以将氮氧化合物进行处理, 在实际使用中, 它们对彼此不会起到干涉作用, 效果还是比较理想的。联合脱硫脱硝技术就是利用具有高效能的石灰石-石膏将发电厂产生的烟雾中的二氧化硫进行处理, 对于氮氧化合物可以利用还原剂进行处理, 前者用的是湿法技术, 而后者用的是干法技术, 这一技术对于污染物的吸收效率还是比较大的, 只是当化学反应进行到一定程度时会形成表面结垢, 这对于处理这些污染物的运行设备是不利的, 比如烟气换热器。

2.2 同时脱离脱硝技术

同时脱硫脱硝技术就是利用不同的设备将电厂在发电过程中燃烧的煤所产生的污染物进行分次的处理, 这种方法在实施起来, 设备占地面积比较大, 造价也高, 操作方法也有一定的难度。在这个处理过程中包括两种处理方法, 一种是在煤进行燃烧的同时也在进行脱硫脱硝技术, 还有一种就是煤燃烧之后才进行的脱硫脱硝技术, 关于这方面的研究, 国内外都在不断的进行中, 也包含湿法脱硫脱硝和干法脱硫脱硝。在这一方面现在比较成熟的方法主要有: (1) 电子束照射法。这项技术是国内外比较前沿的一项技术, 它主要是对燃烧产生的烟雾中射入含有一定能量的电子束, 电子束可以将二氧化硫和氮氧化合物进行转化形成硫酸铵和硝酸铵, 这项技术开始研究的时间较长, 已经在我国得到了广泛应用。高能等离子体氧化物可以将煤燃烧产生的污染物进行快速氧化, 效率也是比较高的, 操作简单, 运行起来也比较平稳, 同时也不会对设备产生损害, 产生的硫酸铵和硝酸铵可以经过化学反应转化成化肥, 经过处理之后的烟气就可以直接的排放到大气中了。 (2) 脉冲电晕等离子法。这项脱硫脱氧的方法基础是电子束照射法, 所以它们的基本原理是相似的, 只是脉冲电晕等离子法采用的是高压电源电晕发电, 电子束照射法则是由加速器产生的。脉冲在放电过程中会产生大量的高能量电子、离子和其他一些粒子。这些微粒带有较多的能量, 在和氧化物互相碰撞的过程中, 可以形成单原子分子, 并产生臭氧, 最终经过化学反应生成的是对大气没有污染的成分, 然后这些活性粒子就会和二氧化硫以及氮氧化合物经过复杂的化学反应并在水的作用下, 形成的是酸, 酸和外加的氨再次发生化学反应形成的是新的化合物。通过除尘器的作用就可以达到脱硫脱硝的目的。这一方法可以在同一时间内将二氧化硫和氮氧化合物一起除去。同时这种方法的成本也不高, 也同样有着操作简单, 并且在一次的脱硫脱硝过程中比较彻底, 只需要对最终的除尘器进行完善就可以做到, 最后的产物可以当做化肥使用, 不会再次产生污染。

2.3 活性炭的吸附技术

关于活性炭, 人们并不陌生, 活性炭因为它的结构上空隙比较大, 吸附性能特别好, 它既可以作为一种吸收剂, 又可以作为一种催化剂, 所以在脱硫脱氧这方面活性炭也可以起到较大的作用, 烟气中的二氧化硫在经过硫处理装置时可以被活性炭吸附, 并且能够被催化发生化学发应成为一种吸附态的硫酸, 随后一起进入到分离装置进行分离, 经处理后的烟雾会继续经过活性炭准备将其氮氧化合物和氨气发生反应, 这个时候活性炭的作用是催化剂, 这个过程中脱硫脱硝的效果也是可以的, 只是在这个过程中, 处理时气体的流动速度要控制的很低, 而且活性炭可能会被氧化, 失去它的作用, 同时在反应中生成的硫酸会停留在活性炭的表面, 在一定程度上降低了活性炭的吸附效果。

3 脱硫脱硝技术的未来发展趋势

随着科学技术的不断深入, 加上世界对大气污染的关注, 对于未来的脱硫脱硝技术还是有一定发展前景的。在联合脱硫脱硝技术的应用中, 理论性的东西会更加深入, 理论的成熟就可以为实验做好充分准备, 一旦试验成功, 就可以进行实际性的应用, 在应用中找出不足之处, 并加以完善, 这对于电力企业的发展是一项重要的理论脱突破;当前阶段的研究主要是以干法脱硫脱硝为主的, 所以未来几年需要在湿法上取得一定的成就, 或者干法和湿法可以配合起来使用, 在经济环保的基础上, 火电发电的设备就会在一定程度上有所减少, 对于发电厂也减轻了负担;从我国的实际情况出发, 在现有的基础上, 对有些技术进行研究和探讨, 找出一套适合我国的脱硫脱硝的方法, 然后进行国际性的交流与研究。

4 结束语

通过以上的分析, 我们了解了一些电厂脱硫脱硝的技术手段, 这些技术手段在一定程度上发挥了它的积极作用, 火力发电带来的大气污染不是单方面的, 所以在电厂脱硫脱硝这方面还需要不断的学习研究, 尽可能地将这一问题解决掉, 同时在燃烧过程中可以改进燃烧技术限制二氧化硫和氮氧化合物的生成, 对这些生成的污染物质一定要经过处理之后才能进入大气中, 将其产生的污染程度降到最小。

摘要：文章通过对电厂脱硫脱硝的必要性展开论述, 分析了脱硫脱硝技术的现状, 并对于未来脱硫脱硝技术的发展趋势进行了讨论。希望对相关工作有所借鉴。

关键词：电厂,脱硫脱硝,一体化,研究与应用

参考文献

[1]胡勇, 李秀峰.火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究进展和建议[J].江西化工, 2011 (3) .

[2]冯威.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].广州化工, 2013 (3) .

脱硫脱硝一体化技术 篇8

1 工程项目概况

我公司目前有75t/h循环流化床锅炉3台, 锅炉基础参数主要是烟气量有差别, 其中两台烟气量是170000m3/h, 另外一台是190000m3/h, 其余参数类似如下:NOx初始浓度350 mg/Nm3、炉膛出口烟气温度>850℃、烟气含氧量5%~8%、NOx排放浓度100mg/Nm3, 原先采用双碱法加布袋除尘对烟气进行处理, 应国家及省市各级环保部门脱硫脱硝减排的要求, 公司再次对锅炉烟气进行了治理, 现采用乐福特生物环保 (亚洲) 有限公司的锅炉烟气脱硫、脱硝和除尘一体化方案进行改造。该方案的特点是结构紧凑, 占地面积小, 施工工期较短;缺点是副产物处理占地成本较大, 产生的副产物硫铵和硝铵作为氮肥含量较难处理, 单套系统成本较高, 单套一体化设备只能处理单台锅炉。

此项目主要是在布袋除尘后端设置喷淋塔, 采用水喷淋+氨水中和的技术, 将锅炉烟气脱硫、脱硝和除尘结合在一套系统内。通过CEMS (在线自动监测采样数据反馈系统) 实现智能化自动处理, 可同时监视和控制装置内设备的运行。依据《杭州市人民政府办公厅关于印发杭州市“无燃煤区”建设实施方案的通知》 (杭政办函[2013]75号) , 使燃煤锅炉排放的烟气氮氧化物的去除率不低于85%, 脱硫效率不低于98%, 除尘效率达80%~90%, 执行天然气燃气轮机组的排放标准即SO2排放低于35mg/m3, NOx排放低于50mg/m3, 粉尘颗粒物排放低于5mg/m3

2 脱硫脱硝除尘一体化系统试运行结果

2.1 烟气检测方法

脱硫脱硝除尘一体化系统工程主体部分安装调试结束后, 由第三方专业环保烟气检测公司进行相关烟气排放检测, 检测分析中氮氧化物测定的数值有三种, 分别为直读值、当前值、折算值。依据国家的检测标准, 测定氮氧化物的排放值只需测定一氧化氮的含量 (此为直读值) , 再乘以默认系数1.53即可算出氮氧化合物的当前值。根据公式:折算值=15/ (21-氧含量) *当前值, 可计算出折算值, 此折算值为向环保局上报的数据, 排放限值全部为折算值。CEMS等仪器读数均为直读值。

2.2 烟气检测结果及分析

采用上述2.1所述的国家标准检测方法进行烟气排放检测, 经多次检测, 其中主要污染物SO2、NOx和粉尘颗粒物的具体检测结果如表1。

以上获得的检测数据仅代表瞬时数据, 但浮动区间稳定, 具有代表性。

2.3 通过上述检测报告得出结论

2.3.1该一体化脱硫脱硝除尘设备的脱硫效果显著, 已达到工程合同所规定的“脱硫处理效率98%以上”, 脱硫效果明显, 设备运行比较稳定, 排放值也达到了天然气燃气轮机组二氧化硫的排放标准;该一体化设备的脱硝效率远未达到合同中规定的“脱硝处理效率85%以上”, 处理效率仅为10%~20%, 排放值也远高于天然气燃气轮机组氮氧化物的排放标准 (为6倍左右) ;该一体化设备的除尘效率未达到合同中规定的“除尘处理效率为80%~90%”, 实际运行处理效率仅为50%左右, 排放值未达到天然气燃气轮机组氮氧化物的排放标准。

2.3.2脱硝及除尘效率不理想原因 (1) 炉内温度过低:低温脱硝为世界性难题, 据现场勘查确认, 此项目主塔内的环境温度 (溶液水温) 大约为45℃~90℃, 导致整体脱硝的反应效率比较低, 且溶液中氮氧化物的溶解度以及含氧量不足, 从而不能达到有效反应的良好条件; (2) 炉内氮氧化物组分比例的影响:依据现场锅炉工况, 其中1号炉、2号炉为无锡华光锅炉厂生产的75吨循环硫化床锅炉, 属老式锅炉, 而3号锅炉属于技术改造的锅炉。1号炉的初始 (即入口) 值较3号炉偏高, 较其他企业同级锅炉的数据亦偏高, 加之本项目氮氧化物中一氧化氮与二氧化氮的含量比例为9:1 (其他企业同级锅炉比例为7:3) , 导致最终排放的氮氧化物折算值偏高; (3) 无强催化强氧化装置:在低温状态下 (环境温度小于145℃) 氮氧化物在主塔中的溶解性不够, 并且没有相应的强催化强氧化装置或试剂, 导致大部分的一氧化氮在系统中无法发生反应, 大部分没有去除就直接排放; (4) 系统调试未达到最佳:整个系统连续运行的时间不够, 乙方单位技术负责人未将系统调节到最佳工况, 处理效率仍有提升的空间; (5) 喷淋装置过少:主塔上喷淋装置不够, 应增强喷淋效果, 加大雾化区域用以达到更好的除尘效果。

3 项目改进建议

3.1 炉内温度过低问题

1号炉炉膛出口温度偏低, 根据炉内脱硝效率对温度的要求, 要确保其炉膛出口温度控制合理得当, 而从目前控制手段来看, 1号、2号炉由于炉型本身结构问题, 其炉膛内的烟气温度难以达到800℃以上, 建议从控制蒸发量的角度来着手处理, 将蒸发量控制在65t/h以上, 以降低锅炉烟气含氧量, 尽量控制在6.0%以内, 同时在运行中尽量保持运行参数稳定, 确保锅炉能够调整到最佳工况。

3.2 炉内氮氧化物组分问题

进一步测定项目排放烟气中NO在NOx中的比例, 若确认该项目工程中的烟气中排放的NO含量确实较其他企业锅炉的排放值更高, 则应当及时与环保部门协商换算系数适当变动的可能性, 从而确定符合该项目的烟气排放折算值。

3.3 无强催化强氧化装置的问题

考虑在进口风管挡板门位置加装溶液加料装置, 通过采用特殊氧化剂;也可考虑在氨法脱硫基础上, 在烟气中加入臭氧, 使NOX氧化, 再被氨化溶液吸收。

3.4 炉内初始产生的氮氧化物含量偏高问题

1号、2号炉平常运行床温偏高 (950℃以上) , 由于床温控制过高, 将引起烟气当中的氮氧化物含量大大升高, 最高升至400mg/m3以上, 根据目前炉内脱硫效率, 其原始排放值控制在350mg/m3以内, 建议在锅炉内进行风量分级调整控制, 从而降低锅炉出口烟气含氧量, 尽量降低锅炉床温在900℃以内运行。

综上所述, 参照国内外脱硫脱硝除尘项目经验及专家的预估判断, 认为该脱硫脱硝除尘一体化项目在脱硝及除尘效率方面仍有一定的提升空间。积极分析探讨效率低下的原因, 尝试多种调试解决方案, 确保该改造项目能够达到预期的效果, 从而完成市政府下达环保节能减排的要求。

参考文献

[1]康新园.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].洁净煤技术, 2014, 06:115-118.

[2]吕雷.烟气脱硫脱硝一体化工艺设计与研究[D].长春工业大学, 2012.

脱硫脱硝一体化技术 篇9

关键词：脱硫,脱硝,一体化工艺设计,研究

二氧化硫、氮氧化物在大气中属于主要污染物,在我国多地发生的霾天气的主要形成原因就是因为它。此外它还可以引发酸雨、臭氧等等多种二次污染,对生态环境与人体健康存在着重大危害。当今我国最大的氮氧化物排放源火电厂中的锅炉排放物是其中之一[1]。虽然火电厂中锅炉烟气的硫氧化物和谈氧化物浓度不高,但是其中总量很大。传统的分步脱硫脱销技术又存在着占地面积大、流程复杂、投资、成本高等缺点,因此脱硫脱硝一体化技术得到研究开发。

1 脱硫脱硝一体化设计

1.1 一体化脱硫脱硝设计的概述

我国对于环保事业的重视,对于火电厂烟气排放的要求标准也越来越高,加上传统的脱硫装置与脱硝装置,传统的模式下已经没有办法满足如今时代的发展要求。相关人员对于此类问题进行了分析,将脱硫装置与脱硝装置进行了有效的结合,从而改变传统模式形成了一种全新的脱硫脱硝一体化装置。

1.2 流程设计

可以看出当烟气经过旋风器时会进行第一次的清除,并可以回收大型的颗粒,除尘后的大颗粒粉尘因此得到了回收,除尘与脱硫脱氮在经过自激式除尘器后已经完成了大部分的除尘和脱硫脱氮工作,在经过一次冲击淋洗塔进行了再一次的除尘脱硫脱氮,最后采用汽水分离器将之分离开从而进一步的进行除尘脱硫脱氮。

1.3 物料衡算

在工艺设计中所指的物料衡算是遵循质量守恒定律,以此来获取输入和输出与案件中的物流和金额的定量计算过程,同样获取了某些设备与材料的平衡[2]。物料衡算在工艺设计中可以说是一项重要的步骤,对于管道的选择和设计反应器都有着巨大的作用。

1.4 热量计算

热量计算又可以称之为能量衡算,热力计算主要是以热力学第一定律为基础而进行计算的,通过热量计算对于工业生产过程中的物料进行了平衡的计算。在计算过程中它需要提供物料,或者从中提供被物料移走的能量。而这种能量也可以被我们出称之各种形式的能,例如热能、化学能、动能等等,而在生产过程中最为显而易见的就是热能。

2 催化剂的制备

(1)浸渍沉淀法。按照偏钒酸胺溶液与硝酸铜以合理的比例准备出来作为备用,再将适量的分子筛成颗粒状最后作为催化剂的载体,通过干燥烘培后处理后与酸性硫酸铜溶液两者混合在一起,浸渍2小时后,再相应的加入偏钒酸铵溶液,把其PH值调制为碱性,在此基础上进行干燥和焙烧,最后放入反应器中,催化剂的完成为实验做好了准备。

(2)共混法。通过合理的比例将偏钒酸铵和硝酸铜进行混合配置,分子筛成粉末状并加入其中,将混合物进行均匀搅拌,从中加入适量的水,之后催化剂有了初步的雏形,随后将其制作成颗粒状,颗粒的大小直径大概为5mm左右,随后在一次进行干燥焙烧,最后催化剂放置在反应器中,为实验做准备。

(3)多组分浸渍法。首先在偏轨酸胺酸性溶液中投入分子浸渍,通过干燥焙烧后,再一次的将其投入确酸铜溶液进行浸渍,浸渍完成后进行干燥焙烧,想获得较好的负载量在此工艺上可以多次重复进行浸渍,催化剂制备好后填入反应器中等待进行试验。

3 实验过程

在实验过程中,一是对于烟气进行合理的定量,在烟气模拟进入空气中时,经过燃烧后进行分析,并测量出气体再生出反应后与之前的氮氧化合物和二氧化硫中的所存在有的含量;二是,在制备的混合气体进入到反应器中,会立马呈现出其催化反应,再利用其设备对于残留的气体和三氧化硫对其进行吸收,再利用干燥剂来进行烘焙,最后分析出其结果,通过对于其工艺进行测量,最终得出氮氧化物与二氧化硫的含量;三是同样在经过烟气模拟进入空气中后,反应器在烟气通过换热器进入之后,对其进行脱硫脱销的催化反应,对于其中反映情况利用分析仪进行分析,以此测量出在此实验中的氮氧化物和二氧化硫在其气体的含量。

4 探究

(1)制备催化剂最佳方法的确定。催化剂脱硫脱销活性在通过各种不同制备方法制作出来,在此实验中从而得知在其温度随着空速的升高而对于脱硫效率和脱硝效率都在一定程度中存在下降。而釆取浸渍沉淀法制备的催化剂表现出较高的脱硫脱碑活性[3];所制得的催化剂效果则介于多组分浸渍法前两者之间;烟气中的二氧化硫在低空速下采用共混法制备所得的催化剂虽然能够完全的脱除,但是在其中脱销效果还是比较差,此情况不适合用于同时脱硫脱硝中的实验。

(2)催化剂中的脱硝效率比较。研究出的共混法制备的催化剂在低空速下的活性会随时间变化的关系,对于试验中的共混法制备的催化剂在脱硫方面具有着一定的功效,其中脱硝效率在其增加后有一定的降低,查阅参考文献中内容分析其原因,是因为硫化物在催化剂中负载一部分,硫化物能够影响到氮氧化物的脱除;几分钟后果然脱硝效果直线呈现下降,分析其中的结果是因为硫化物中存在这过多的催化剂才会使二氧化硫中毒。

(3)催化剂的效率评价。为了使脱硫脱确达到最佳的效果,首先对于工艺参数要有一定的准确性,主要旨在空速变化与温度变化的确定下。同时温度固定的同时,在一定催化剂的体积下,改变进气速度,测得在不同气速下所得到的脱除效果。

5 结语

伴随着科学技术的进步,烟气的脱硫脱硝一体化已经是我国火电厂进行烟气污染治疗的重中之重,但是由于目前对于脱硫脱硝技术不成熟下,成本因素也在其中,使得烟气脱硫脱硝技术在当今社会中还不能广泛的进行发展推广。在确保脱硫脱硝的资源可以循环利用的同时,在提高技术的同时,也想对应的提高了经济与社会效益。

参考文献

[1]冯威.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].广州化工,2013,08(14).

[2]吕雷.烟气脱硫脱硝一体化工艺设计与研究[D].长春工业大学,2012,16(23).

燃煤烟气脱硫脱硝技术研究 篇10

1 固相吸附完成脱硫脱硝工艺

固相吸附完成脱硫脱硝是利用固相吸附剂, 通过吸附作用来完成脱硫脱硝, 将燃煤烟气转化成硫和氮的副产物。其主要方法有活性炭法和氧化铜、三氧化二铝吸收法。

活性炭法是在进行燃煤烟气处理时, 先进性除尘、降低温度和调节湿度等措施, 然后将燃煤烟气装入活性炭吸收塔, 吸收塔中的活性炭会对SO2进行吸附, 被其中的含氧化合物氧化, 形成SO3, SO3再与水蒸气结合生成H2SO4。脱硝则是在通入吸附塔的时候, NH3与NOX发生氧化还原反应生成N2的过程。活性炭吸附法的不足之处在于活性炭的消耗较大, 产出的硫酸品质较低, 但是活性炭吸附法是能够同时解决多种污染元素的有效方法。

氧化铜和三氧化二铝吸收法, 一般是以三氧化二铝为载体吸附Cu SO4, 然后用H2、CO等气体将Cu SO4还原为单质Cu, 再和SO2反应。在脱硫的同时, 利用氧化铜等生成物催化, 向燃煤烟气中通入NH3, 使之和NOX反应转化成氮气。其主要优点是无二次污染的风险, 并且吸附剂可以循环利用, 但是其存在一定的缺点:成本较高、催化剂容易造成中毒等, 不利于工业生产中脱硫脱硝。

2 气体或者固体催化在燃煤烟气中的脱硫脱硝应用

此方法主要是运用不同种类的催化剂对二氧化硫和NOX进行氧化还原, 其主要方法有SNRB法脱硫脱硝工艺、WSA-SNOX法脱硫脱硝工艺和Parsons烟气清洁脱硫脱硝工艺。

SNRB法脱硫脱硝能够同时去除二氧化硫和烟尘, 其原理是将石灰水等吸收剂喷入高温集尘室, 脱出二氧化硫, 并利用催化剂使NH3与NOX发生氧化还原反应生成N2, 其脱硫脱硝效率很高, 分别达到80%和90%, 其设备工艺简单, 并且能够有效的减少中毒风险, 适用范围广泛。

WSA-SNOX法脱硫脱硝工艺是采用两种催化剂, 首先将燃煤烟气收集进入反应器, 用NH3脱去大部分的NOX, 再投入到二氧化硫转化器, 使大部分的二氧化硫转化成为三氧化硫。最后经过冷却, 此方法去除烟尘的效率很高, 并且无二次污染, 但是副产品浓硫酸的储运困难并且消耗较高是其最大的缺点。

Parsons烟气清洁脱硫脱硝工艺是在单一的还原反应中, 同时将二氧化硫还原成为H2S, 并且同时将NOX还原成为氮气的一种工艺。其主要操作步骤为, 将烟气、水蒸气、和硫磺装置的尾气等混合形成催化气体, 二氧化硫和NOX在反应器中被还原, 将还原后的气体进行冷却, 然后放入吸收住中, 在吸收住中和硫化氢气体混合进行再加热, 最后将硫化氢气体转化成硫的副产品。其设备复杂, 但是脱硫脱硝的效率达到99%以上, 具有极高的研究价值。

3 高能电子活化氧化在燃煤烟气中脱硫脱硝应用

高能电子活化氧化的原理是用高能电子撞击氧气、氮气和水分子, 形成离子、原子、电子等, 将二氧化硫转化为三氧化硫, 然后与水分子反应形成硫酸, 一氧化氮则被氧化成二氧化氮, 再与水分子反应形成硝酸, 硫酸分子和硝酸分子再与NH3反应生成 (NH4) 2SO4, 和NH4NO3, 高能电子活化氧化又可以分为电子束-氨法和脉冲电晕-氨法。

电子束-氨法是利用高能电子束照射70℃的烟气, 使一部分分子电离, 从而产生离子、原子和电子等, 将燃煤烟气中的二氧化硫和NOX氧化成为三氧化硫和二氧化氮, 然后和水分子反应生成 (NH4) 2SO4, 和NH4NO3。电子束-氨法的特点是不产生废水和废渣, 便于操作和操控, 并且能够高效的完成脱硫脱硝, 但是其缺点是造价成本高, 而且需要放射线的防护设施。

脉冲电晕-氨法是将高压脉冲电源连接在电极上, 电晕对接地一级发出脉冲电晕放电, 烟气中的分子获得巨大能量, 产生O和OH等离子。巨大能量可以使二氧化硫和NOX瞬间转化成三氧化硫和二氧化氮, 再与水分子反应生成固态的 (NH4) 2SO4, 和NH4NO3。脉冲电晕-氨法不需要电子枪和防辐射的投资, 除尘效率也很高, 造价低和设备简单等优点使得脉冲电晕-氨法成为研究的主要目标之一, 具有良好的应用性。

4 结语

随着环境质量要求的日益提高, 脱硫脱硝技术必须积极进行研究, 要不断的改进和创新技术, 以至于脱硫脱硝技术能够达到不污染环境, 脱硫脱硝效率高并且成本低的目的, 完善的脱硫脱硝技术是创建美好环境的有力保障。

摘要：燃煤烟气对生态环境具有很大的影响, 其主要成分是氮氧化物和二氧化硫, 燃煤烟气脱硫脱硝技术已经成为控制大气污染的主要手段, 是各国环保部门重要研究的课题。本文主要介绍而了固相吸附完成脱硫脱硝工艺、气体或者固体催化在燃煤烟气中的脱硫脱硝应用和高能电子活化氧化在燃煤烟气中脱硫脱硝应用。希望我国的脱硫脱硝技术能够更加完善。

关键词：燃煤烟气,脱硫脱硝,技术发展

参考文献

[1]江辉, 吴凤玲, 赵修华, 等.SCR脱硝工艺计算实例分析[J].环境与发展, 2014, 05 (22) :65-67.

[2]张宏, 杨金胜, 韩立峰.燃煤电厂SCR脱硝系统的性能验收试验与系统运行监测[J].黑龙江科学, 2014, 11 (12) :238-241.