脱硫脱硝检测

脱硫脱硝检测（通用8篇）

脱硫脱硝检测 篇1

引言

随着生态环境的不断恶化, 各个国家分别提出了建设绿色家园的口号, 而火力发电因为所带来的污染比较大, 因此成为了国家节能减排的重点。国家的相关文件中对二氧化硫和氮氧化合物的减排量确定了具体的目标, 这无疑推动了我国火电厂烟气脱硫脱硝工程的快速发展, 与此同时也促进了火电厂脱硫脱硝检测行业的发展。我国火电厂的脱硫脱硝监测工作也早已经启动, 并且成为了社会上关注的热点。

1 电厂烟气脱硫脱硝检测技术发展现状

1.1 电厂烟气脱硫技术

脱硫的方法需要根据脱硫产物形态进行划分, 分为干法、湿法和半干法等[1]。选择石灰石/石膏脱硫工艺的为湿法脱硫, 也是当前世界各国使用最多的脱硫技术, 在我国有85%左右的电厂选择此种脱硫技术。

1.2 电厂烟气脱硝技术

炉内脱硝和烟气脱硝是当前很多的电厂所采用的脱硝技术, 而烟气脱硝的技术主要是指SCR, 即选择性催化还原技术[2]。20世纪70年代, SCR已经在国外进入到了商业化应用的范围之内。而我国是从2003年之后才对火电厂的氮氧化物排放进行有效控制。SCR脱硝技术主要是将氨气等相关的还原剂喷在催化剂的上游, 然后在催化剂的作用下把烟气中的氮氧化物转变为氮气和水。

SCR技术的装备一般是选择放在燃煤锅炉的空气预热器和省煤器之间。刚进入反应器的烟气温度一般都是在320~420℃之间。脱硝过程中主要检测的物质为氧、氮氧化物等参数, SCR的脱硝效率通常情况下可以达到70%~90%。另外为了对锅炉设备进行保护以及控制脱硝过程中氨气的使用, 需要对氨逃逸量进行检测。

1.3 国内外电厂烟气脱硫脱硝监测技术应用现状

当前CEMS和微量氨检测技术在国外应用已经十分广泛和成熟。国内虽然在烟气脱硫CEMS在线分析方面的技术已经应用比较成熟, 但是由于脱硝CEMS的检测主要是应用在高温和高尘的阶段, 所以应用难度比较大。在对SCR反应器出口的氨逃逸量进行检测的时候难度比较大, 现在国外常用的检测方式为可调谐激光, 国内也有相应的产品应用。

2 电厂烟气脱硫脱硝监测分析和氨逃逸量检测分析

2.1 电厂烟气脱硫脱硝监测分析

脱硫技术所使用的烟气排放检测系统主要是对烟气排放的SO2以及氧、烟尘和氮氧化物等进行检测。监测烟气脱硫装置及FGD对进口和出口的二氧化硫含量进行检测, 以此为基础可以计算出脱硫的效率。经过FGD脱硫的净烟气二氧化硫质量浓度已经达到了50~200 mg/m3, 二氧化硫的浓度比较低, 但是含水量却比较高, 监测的难度比较大, 对于含水烟气比较高的可以采用多级除湿技术, 比如选择两级的压缩机制冷或者是电子制冷除湿。采用湿法的烟气脱硫装置最高的脱硫率甚至可以达到99%, 一般情况在为90%~95%。

而脱硝技术运用的是SCR监测系统进行监测, SCR反应器是处于锅炉尾部, 这个位置本身属于高尘和高危阶段, 当前SCR脱硝系统的有效率一般都达到了70%以上, 而且在反应器出口的位置, 氮氧化合物的质量浓度需要控制在100 mg/m3。在对烟气进行脱硝过程中的氮氧化合物进行检测时, 一般会选择直接抽取法CEMS, 这种检测方法最大的问题就是需要应对高温和高湿度腐蚀等, 会对取样的探头产生不利影响, 使探头出现腐蚀的现象。针对这个问题, 最主要方法是使用多级除湿或者是气溶胶来进行有效过滤和除雾。另外检测中遇到的问题就在反应器的出口位置, NOx表现不均匀, 导致所检测出来的结果并不准确, 造成这种现象的原因有:烟气流畅呈现出不均匀的特点或者是系统的入口处氨不均匀等。解决方法如下:在SCR系统的入口处要增加导流板, 使流场变得更加均匀, 还可以对均匀性进行专门测试实验, 也可以进行多点采样, 然后把这些采集到的样本放进混合器混合均匀之后再进行分析。

2.2 电厂烟气氨逃逸量检测分析

在脱硝的过程中会使用到氨, 因此需要对氨的注入量进行严格控制, 这必然会影响到最终氨逃逸量的检测效果。氨注入量一般是遵循一定的原则, 比如它不但能够充分和氮氧化物、氧进行相应的反应之外, 而且还需要降低氮氧化物的排放量。氨的注入量也不能够过量, 因为在脱硝过程中注入的氨不但会使催化剂的寿命缩短, 而且会增加腐蚀的力度, 对烟尘造成一定污染, 使得氨盐在空气预热器中不断沉积, 增加了大气中氨的排放量, 尤其是形成氨盐。如果温度降低的话, ABS会将烟气中的水分吸收, 进而产生一种具有腐蚀性的溶液, 使催化剂被堵塞, 降低其活性, 甚至会失去活性。烟气在空气预热器的热交换表面会形成ABS, 也会形成一定的沉积, 使空气预热器的效率不断降低。根据相关资料显示, SCR出口的氨逃逸量 (质量分数) 需要控制在2×10-6至3×10-6之间, 在这个范围内的话, 催化剂的更换周期和空气预热器的检修周期都会延长。

采用抽取法检测的话, 需要把NH3转化为NO, 然后再采用化学荧光分析法来检测。采用抽取法分析, 需要考虑到转换器的转换效率问题, 而且在取样的过程中会出现水分吸收部分微量氨现象, 对取样的准确性产生影响。如果是激光原位测量仪测量氨逃逸量的话, 可以直接测量氨的浓度不用进行取样, 而且也不用考虑到转换器的效率相关问题, 因此后者的应用可行性更大。

3 结语

当前人们对于电力需求依然很大, 而火力发电仍然是我国现如今最常见的发电形式。但火力发电给环境带来的污染不可忽视。国家制定专门的节能减排目标, 不但使我国的脱硝工程得到了快速发展, 而且也使在线监测技术得到了发展。

摘要：探讨了电厂烟气脱硫脱硝检测技术发展现状, 研究分析了电厂烟气脱硫脱硝监测分析和氨逃逸量检测。

关键词：电厂,烟气,脱硫脱硝检测

参考文献

[1]朱卫东.火电厂烟气脱硫脱硝监测分析及氨逃逸量检测[J].分析仪器, 2010 (1) :88-94.

[2]张文杰.火电厂烟气脱硫脱硝系统监测分析及氨逃逸量探索构架[J].中国科技信息, 2014 (24) :54-55.

脱硫脱硝检测 篇2

烟气同时脱硫脱硝技术进展

化石燃料在燃烧过程中排放大量酸性污染物,如SO2和NOx,对环境产生严重的污染,使之成为世界性的环境污染问题.目前,最有效的`脱硫技术之一是烟气脱硫(FGD).湿法FGD工艺已经被广泛的使用,此工艺费用较低、易于操作,具有较高的SO2去除效率.

作 者：胡筱敏 高宇 作者单位：东北大学资源与土木工程学院刊 名：环境保护与循环经济英文刊名：LIAONING URBAN AND RURAL ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：29(3)分类号：关键词：

脱硫脱硝检测 篇3

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.

燃煤烟气脱硫脱硝技术研究 篇4

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.

浅议烟气脱硫脱硝工艺 篇5

锅炉燃煤和冶炼等生产过程中, 产生大量含SO2烟气, 污染大气环境, 造成酸雨, 酸雨已成为当今人类面临的重大环境问题之一。酸雨是制约中国经济发展的重要因素之一, 控制SO2、NOx等排放是防止酸雨的关键措施。烟气脱硫是控制酸雨和SO2污染的主要技术途径。

烟气脱硫是目前最主要的脱硫方式, 迄今为止, 国内外已开发出的烟气脱硫技术, 可分为干法和湿法两大类。湿法脱硫技术可同时兼顾脱硫与除尘, 具有机动灵活、适用性强、投资少和运行费用低的特点, 被环保部门和有关专家学者认为是一项适合中国国情的实用技术。

1 脱硫工艺流程简介

氨法脱硫工艺吸收剂主要为氨水。由除尘器来的含SO2的烟气进入脱硫塔, 高温烟气进入脱硫塔内经过除尘、洗涤, 温度降至50℃~60℃, 气液在其中充分接触反应, 烟气中的SO2被吸收后, 由除雾器除去烟气中的水滴, 通过脱硫塔出口烟道进入烟囱排入大气, 脱硫工艺流程见图1。

循环液经浆液循环泵输送至脱硫塔喷淋层, 吸收烟气中的SO2形成 (NH4) 2SO3溶液, (NH4) 2SO3溶液在脱硫塔内被从塔底部鼓入的空气强制氧化为 (NH4) 2SO4, (NH4) 2SO4溶液在循环过程中充分利用烟气中的热量, 把饱和 (NH4) 2SO4中的水蒸发而析出 (NH4) 2SO4结晶。含固浓度5%的 (NH4) 2SO4溶液通过吸收塔排出泵送入后续硫铵工号, 经两级旋流器浓缩、离心机脱水后含水5%左右的粗产品去干燥器进一步干燥成含水率小于1%的硫铵成品, 然后经自动包装码垛, 在硫铵仓库房堆放。本脱硫装置采用二炉一塔配置, 共一个吸收塔。

2 脱硫工艺主要反应原理

3 脱硝工艺流程简介

本工艺采用液氨为还原剂, 为保证脱硝效率, 需将液氨吸收成氨水, 将氨水喷入炉膛。储罐内液氨在压力作用下自流入吸收器, 在吸收器内液氨蒸发成NH3, NH3再被水吸收成氨水。制备好的氨水流入氨水储罐中储存, 氨水输送泵将氨水储罐中氨水输送到氨水给料罐中。氨水给料泵将氨水给料罐中氨水输送到在线稀释系统, 在线稀释系统用水稀释氨水, 稀释好的氨水输送到锅炉, 在压缩空气的作用下, 氨水被雾化成细小的雾滴后喷入炉膛, 氨水在炉膛内蒸发成NH3, NH3与锅炉内的NOx在高温下发生反应, 生成N2和H2O, 从而脱除烟气中NOx, 脱硝工艺流程见图1。

4 以氨水为还原剂的脱硝反应原理

NH3高温下与NO反应时也会发生以下副反应:

反应的温度为850℃~1 100℃, 当反应温度在温度窗口范围内时, 主要发生NOx的还原反应, 而当反应温度高于温度窗口时, NH3的氧化反应会占主导地位。当反应温度低于温度窗口时, NH3不能与NOx反应而从锅炉逃逸。

氨水泵根据NOx分析仪的检测反馈控制调节阀的开度, 当氨逃逸浓度检测仪检测到氨逃逸浓度超标, 即使NOx检测的数据达不到设定值, 也要下调调节阀的开度。氨逃逸浓度检测仪由单独的控制器控制自动运行。

电气控制系统由仪表、DCS、电气柜、UPS等组成, 根据系统整体工艺流程的特点, 结合控制部分的技术要求, 采用了DCS监控整个系统。考虑目前国家有关设计规范和行业标准设计规定, 采用DCS对脱硫脱硝的工艺过程进行监视报警、过程控制和生产管理;在本装置设置的DCS系统实现装置的数据采集、连续控制、程序控制等功能。

5 脱硫脱硝工艺的关键控制参数

本公司采用的氨法脱硫脱硝工艺控制, 参数详见表1。

液氨和氨水属于危险品, 特别是液氨危险性大, 任何一个环节操作、维护不当都有可能造成液氨和氨水外泄, 造成人员伤亡。所以液氨系统操作必须慎重, 定期的维护和检查是十分重要的。

6 氨法脱硫脱硝工艺特点

在控制条件的约束下, 氨法烟气处理中, 与烟气中的SOx、NOx的反应是优先的, 因而不会与其它物质产生化合反应, 从而影响脱硫脱硝的效率。

不论氨是以气态形式还是液态形式与烟气中的NOx、SOx反应, 均是均相反应, 而钙质脱硫剂与NOx、SOx反应, 不论是浆状还是粉末状投入反应, 均是异相反应, 反应仅在反应物表面进行, 增加反应时间也只是将反应物破碎, 因而反应结果没有氨法完全, 效率明显低于氨法脱硫脱硝。

每吸收1 t SO2, 需要NH30.59 t, 若以石灰石粉作脱硫剂, 需石灰石粉15.63 t。改用石灰或熟石灰后相当于氨用量的14.8倍和19.6倍。可见, 在等吸收率的条件下, 氨的耗用量是最低的, 因而是最经济的。

氨水在脱硫脱硝工艺中不断循环, 只有反应完成的产物 (NH4) 2SO4才移出系统。脱硫效率在90%以上, 脱硝效率在80%以上。

脱硫剂利用率高, 脱硫产物量少, 易处理。氨法与钙脱硫对比见表2。

从反应产物看, 相等摩尔质量的Ca SO4虽只略重于 (NH4) 2SO4, 但钙法脱硫脱硝法中脱硫剂中的大量杂质和无法参与反应的Si O2等成分必须作为废渣处理, 并且由Ca CO3产生的大量CO2也是造成温室效应的主要污染物。

用氨水、石灰、熟石灰和石灰石粉作脱硫剂, 吸收1 mol的SO2的热值见表3, 可以看出以氨为脱硫剂时, 热效应最好。

氨剂可充分利用, 热量也可有效利用;钙质脱硫剂未有效利用杂质和未参加反应的成分, 以环境温度进入炉膛或烟道, 然后以某一较高温度带走大量热能, 离开系统;若是Ca CO3或Ca (OH) 2, 还将在炉内耗费热能, 反应转化为Ca O。

脱硫脱硝过程中, 转化NO、NO2并不消耗NH3, NH3或 (NH4) 2SO3吸收SO2产生NH4HSO3后失去脱硫能力, NH4HSO3将NO转化为N2后, 又重新转化为 (NH4) 2SO3的形式, 对SO2重新具有吸收能力。因此, 脱硫剂在整个脱硫脱硝工艺过程中是可以重复循环利用的。

7 结语

烟气同步脱硫脱硝研究进展 篇6

1 干法烟气同步脱硫脱硝技术

1.1 脉冲电晕同步脱硫脱硝技术

继电子束方法之后脉冲电晕脱硫脱硝技术于80年代中期提出。它利用电晕放电过程中产生的高能电子使烟气中的分子如H2O、O2等激活、裂解或电离, 从而产生强氧化性的自由基O、OH、HO2等。而这些自由基会对SO2和NO进行等离子体催化氧化,分别生成SO3和NO2或相应的酸,在有添加剂如氨的情况下,则生成可用作肥料的铵盐沉降下来,国内外都对此技术进行了比较全面的研究。

Mizuno等人于1984年率先用脉冲电晕放电对模拟烟气进行了脱除SO2的试验,1986年,Clements 等人用脉冲电晕进行同时脱硫、脱氮和飞灰的研究[4],得出飞灰的存在可提高SO2的脱除效果。大连理工大学王荣毅等人于1992年在模拟烟气中研究了正脉冲电晕脱除NOX 和SO2[5]。与此同时,国外学者对脉冲电晕流光放电特性也进行了深入的探索研究。Rea等人在放电光谱测量中发现了一、二次流光,探索出流光结构与脉冲电参数之间的关系以及流光结构中的电子能量分布;Gallimbert i 和Vitello则建立、展了流光模型,并计算了在N2,O2,CO2,H2O混合气中的电子和离子传输特性,而Tokunage等[6]给出了脱硫脱硝的反应方程,Ohkubo等在研究前人成果的基础上设计出了自由基喷淋式反应器。目前较成熟的高压脉冲电源技术有磁脉冲调制技术、百ns级常用脉冲电源Tesla 变压器谐振充电技术、新型窄脉冲电源。各国在研究的同时,也加大了中试与工业应用。

虽然脉冲电晕技术成本较低,且无二次污染,又可同时脱硫脱硝,但SO2 和NOX脱除的化学反应动力学尚需深入研究,以确定烟气中飞灰,水蒸气等各种成分对脱除反应的影响,还需考虑电源与反应器的有效匹配等问题,才能实现该技术在工业中大规模的应用。

1.2 电子束辐照烟气脱硫脱硝技术

电子束辐照脱硫脱硝技术是将物理与化学原理相结合的脱硫脱硝技术。它利用电子加速器生成强氧化性的自由基等活性物质,把烟气中的NO和SO2氧化为和NO2和SO2,这些高价的氮氧化物和硫氧化物与水蒸气反应生成雾状的硝酸和硫酸,并与加入的NH3 反应生成硝铵和硫铵,达到同时脱硝、脱硫的目的,该法具有一次性投资和运行成本低,同时脱硝可避免重复投资。

电子束辐照烟气脱硫脱硝技术研究始于20世纪70年代的日本,目前世界上已建成处理各种烟气的实验研究和工业示范装置20余座。中国科学院上海原子核研究所于1990年建立了国内第一套动态处理模拟电厂排烟的电子束脱硫脱硝装置,王敏等[7]通过新建的SO2和NOX在线实时测量系统,得出OH和O自由基以及水与氧分子是SO2和NOX脱除反应的主要因素。目前在该技术方面研究最为成熟是日本高崎的日本原子能研究所、日本藤泽的茬原公司、波兰华沙的核化学与技术研究所和德国卡尔斯鲁厄的KFK实验中心。我国在这方面应用也取得一定成就,1996年成都电厂与日本荏原制作所合作,设计了200 MW机组锅炉30 万Nm3/h 目前世界上最大的烟气电子束脱硫硝示范工程,实际运行[8]表明电子束法在脱除每个NOX分子的能耗仅为12.39 eV时,可以同时脱除烟气中的SO2且脱硫率较高,可达88%。

虽然电子束辐照脱硫脱硝技术已有工业应用,但仍存在一些问题,如副产品的吸湿性和它的微小粒径易使其从集尘器上逃逸及系氨泄漏等问题[9]。

1.3 CuO/γ-Al2O3催化吸收法

干法催化同时脱硫脱硝催化剂中,CuO/γ-Al2O3能在300~450 ℃条件下吸附烟气中的SO2将其催化氧化为硫酸盐,且CuSO4 及CuO对选择性催化还原法(SCR)还原NOX有很高的催化活性,还可在喷氨条件下同时将烟气中的NOX 选择性催化还原(SCR)为N2。20世纪80年代以来,研究人员运用多种反应器体系对Cu/γ-Al2O3上的脱硫脱硝反应进行了深入的研究。中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室用CuO/γ-Al2O3催化剂同时脱除烟气中的SO2 和NO进行了深入研究,谢国勇[10]等通过实验研究得出:采用等体积浸渍法制备的Cu/γ-Al2O3,在300~500 ℃范围内,SO2 和NOX的脱除效率分别高于95%和90%。

目前各国进行了工艺的开发与中试。1970年,MeCrea等[11]通过反复实验开发出了固定床,提出了应用于燃煤硫份为3%的1 000 MW(4台250 MW) 电厂烟气处理的初步设计标准,而Rockwell 国际公司的Rocketdyne 分部进行的CuO/γ-Al2O3移动床脱硫研究,得出该项技术可脱除95%~98%的SO2和NOX[12]。

1.4 其他

近年来,干法烟气同时脱硫脱硝不断的发展,它包括很多技术如:活性焦吸附法、NH3/V2OX-TiO2 法、流光放电等离子体同时脱硫脱硝、NOXSO法、电催化氧化法等[13],虽然干法烟气脱硫脱销技术是有广阔发展前景的烟气净化技术,但这些技术要实现工业化生产,还有许多问题要解决。

2 湿法同步烟气脱硫脱硝

液相脱硫脱硝技术多为化学法,反应速度快,脱除效率高,与传统的液相脱硫技术相比,减少了系统复杂性,具有更好的运行性能及低成本,对SO2、NOX的出口浓度要求不高,适应范围广。本文着重介绍了钙基吸收剂催化氧化烟气同时脱硫脱硝、KMnO4/NaOH溶液同时脱硫脱硝、酸性NaClO2 溶液同时脱硫脱硝、臭氧氧化结合化学吸收同步脱硫脱硝等湿法烟气同步脱硫脱硝技术的国内外研究进展。

2.1 钙基吸收剂催化氧化烟气同时脱硫脱硝

熟石灰价廉易得,作为主要吸收剂添加某种氧化剂可以同时脱硫脱硝,被认为经济性较好的技术之一。其特点是在常温下在一个反应过程中将SO2和NOX同时脱除,能在已有的湿式石灰石石膏法脱硫技术中,加入脱硝功能,实现现有的脱硫设备升级改造。NO的脱除机理是被氧化剂氧化催化NO2后被熟石灰吸收。钱枫等[14]用自制的干法脱硫脱硝吸着剂,研究并探讨了吸着剂表面及孔结构特性对脱硫脱硝性能的影响。张虎等[15]在固定床反应器中考察了强氧化剂KMnO4作为添加剂对钙基吸收剂同时脱硫脱硝效果,优化条件下钙基吸收剂可获得31.4%的脱硫率和13.5%的脱硝率。

目前,钙基吸收剂同时脱硫脱硝技术的研究大都处于实验室研究阶段, 存在的主要问题有: 脱硝率偏低,NOX 的脱除途径尚未被明确提出,具有高活性的添加剂还有待于进一步研究开发。

2.2 KMnO4/NaOH溶液同时脱硫脱硝

KMnO4用于烟气脱硫及脱硝的研究开始于20世纪70年代,KUDO[21]等在双搅拌釜反应器内研究了KMnO4和NaOH的混合溶液吸收NO的过程,得出该反应是一个快速反应且对于NO和KMnO4来说均为一级反应。BROGREN[16]等人在填料塔内研究了KMnO4/NaOH溶液吸收NO的过程,发现该反应对于KMnO4和NO反应速率是常数,是NaOH浓度的函数。钟毅[17]等人则在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能,得出同时吸收烟气中的SO2和NO时,SO2会降低NO的吸收速率。郭瑞堂等[18]利用化学热力学原理计算了KMnO4/NaOH溶液同时脱硫脱硝的摩尔反应吉布斯函数、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数以及化学反应达到平衡时的SO2和NO的分压力,在合适条件下几乎可100%地脱除烟气中的SO2和NO。

2.3 酸性NaClO2溶液同时脱硫脱硝

NaClO2溶液作为一种有效的同时脱硫脱硝方法,早在上世纪七十年代国外就已进行NaClO2溶液吸收NOX的研究。这些研究主要描述了高浓度NaClO2和NaOH溶液中NO和NO2/SO2的吸收效率。NaClO2水溶液在液相同时脱硫脱硝方面具有脱除效率高,无结垢,与吸收一体化、投资费用低、经济性好等优点,是目前研究的热点之一。

1976年,Teramoto等[19]在半间歇搅拌釜中进行了NaClO2/NaOH溶液吸收NO的研究,确定了各种运行参数对NO吸收速率的影响。Chan等[20]利用填料柱在室温和接近1个大气压的条件下,进行了NOX和SO2 的吸收实验,NO脱除效率可达到80%。赵毅等[21]在小型鼓泡反应器中,以亚氯酸钠溶液作为吸收剂,进行了模拟烟气同时脱硫脱硝实验研究,在适宜温度(50 ℃)条件下,同时脱硫脱硝效率分别达到100%和95.2%。

2.4 臭氧氧化结合化学吸收同步脱硫脱硝

O3作为自由基是一种可以高效氧化多种污染物的物质,这在电子束与等离子体技术以及大气臭氧层的破坏机理当中已众所周知。臭氧同时脱硫脱硝主要是利用臭氧的强氧化性将NO氧化为高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将氮氧化物和二氧化硫同时吸收转化为溶于水的物质,达到脱除的目的。

浙江大学王智化等[22,23],研究结果表明O3对NO按照逐级氧化过程进行,在O3不过量情况下,NO的氧化产物主要是NO2;典型锅炉排烟温度150 ℃时,10 s内臭氧的无催化热分解率为28%,在[O3]/[NO]=1.0时,NO氧化率分别达到了85.7%和84.8%,结合尾部湿法洗涤装置,可以同时对SO2和NOX进行高效脱除,脱硫效率近100%,[O3]/[NO]=0.9时,能达到了86.27%的脱硝效率。

目前利用臭氧进行脱硫脱硝在我国还处于探索研究较阶段,但在国外已有工程应用实例。美国BOC公司开发的LoTOx[24]是一种低温氧化技术就是一种臭氧同步脱硫脱硝技术,将氧/臭氧混合气注入再生器烟道,将NOX氧化成高价态且易溶于水的N2O3和N3O5,然后通过洗涤形成HNO3,其NOX脱除率范围为70%~90%,甚至可达到95%。根据MARAMA2007评估数据报告,在保证NOX脱除率为80%~95%的情况下比SCR的运行费用低,已在大西洋中部的某石油精炼厂得到工业应用。

臭氧的氧化能力极强,臭氧反应产物是氧气,是一种高效清洁的强氧化剂。采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中如重金属汞也有一定的去除能力。因此,它具有广泛的发展前景。

2.5 其它液相同时脱硫脱硝技术

液相同时脱硫脱硝技术类别中还有湿式洗涤并脱硝(WSA-SNOx)工艺、乳化黄磷法脱硫脱硝工艺、氯酸氧化工艺(TriNOx- NOxSorb)、尿素和添加剂液相脱硫脱硝工艺[25]等新方法,各有各的特点,大多处于实验室研究阶段,个别进行了小规模工业试验。

3 生物法烟气同步脱硫脱硝

微生物脱硫很早就有研究,早在1947 年,Colmer 和Hinkle发现并证实化能自养细菌能够促进氧化并溶解煤炭中存在的黄铁矿。20世纪50年代, Leathan 及Temple 等人从煤矿废水中分离出氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillus ferrooxidans)。而将微生物用于烟气脱硫研究的却比较晚,始20世纪80年代,国内只有中山大学的谢志荣[26]等人采用轻质陶粒生物滴滤塔处理摸拟燃煤烟气中二氧化硫和氮氧化物的试验研究,探讨生物法同时脱硫脱硝的影响因素及生物降解宏观动力学。研究证明,生物法能有效同时去除烟气中的二氧化硫和氮氧化物,烟气同时脱硫脱硝效率分别可达99.9%和88.9%。

生物法烟气同时脱硫脱硝具有设备简单、投资及运行费用低、操作维护简单且无二次污染等优点,是烟气同步脱硫脱硝发展的方向之一。

4 同步脱硫脱销技术发展前景[27,28,29]

随着环保力度在不断加大, 国家“十一五”方针中对SO2的排放明确限制,作为SO2排放大户的燃煤火电厂和工业锅炉的整治势在必行,预计未来10年甚至更长一段时间,脱硫产业将迎来大发展。2009~2010年全国污染防治工作要点中国家规定在京津冀、长三角和珠三角地区,新建电厂必须同步建设脱硝装置,2015年年底前,现役机组将全部完成脱硝改造,在“十二·规划”中,国家增加了NOX为节能减排约束性指标,因此,同步脱硫脱硝技术具有广阔的市场前景。

我国烟气脱硫脱硝技术现状与进展 篇7

随着世界工业经济的快速发展, 环境污染已成为世界范围的公害。而我国能源资源的特点是“富煤、贫油、少气”, 这就决定了我国能源结构以煤为主, 低碳能源资源选择有限。随着煤炭资源的开采利用, 二氧化硫、氮氧化物的排放量也越来越大, 由此带来的环境污染, 如酸雨、臭氧层破坏及灾难性气候变化等, 已严重威胁人类的生存。

1 我国废气污染物排放情况

2011 年, 我国二氧化硫和氮氧化物排放总量都已超过2 000 万吨, 而我国的二氧化硫和氮氧化物环境容量却只有1 620 万吨和1 880 万吨, 大气污染物排放中60% 以上的污染物来自煤, 各种污染物造成的损失合计已占国民生产总值的5% 以上, 可见问题相当严重, 环境治理迫在眉睫。

2 脱硫治理技术

烟气脱硫技术分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三大类。燃烧前脱硫又包括以下几个方面:煤炭洗选 (物理洗煤、化学洗煤、生物洗煤) 、煤炭转化 (煤的气化和液化) 和水煤浆技术;炉内燃烧脱硫包括型煤技术和循环流化床炉内喷钙燃烧;燃烧后脱硫即烟气脱硫, 是应用比较广泛的一种脱硫方式, 如石灰石- 石膏湿法脱硫, 循环硫化床法等。

燃烧后脱硫根据脱硫剂及副产物进出吸收器的形态可分为干法、湿法和半干法三大类。

2.1 湿法脱硫

湿法烟气脱硫技术是一种使用液体吸收剂对烟气进行洗涤的脱硫方法, 它是世界上技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硫技术。目前, 在世界范围内, 按脱硫剂的种类将湿法烟气脱硫技术分为石灰石- 石膏法、双碱法、氨法及海水脱硫、金属氧化物吸收法等。

由于脱硫剂石灰石具有价格低廉、来源丰富、脱硫效率高等特点, 因此, 石灰石- 石膏法烟气脱硫技术已成为当前最主要的湿法脱硫技术。

2.1.1 石灰石- 石膏法烟气脱硫技术

该技术以石灰石或石灰作为脱硫吸收剂, 把石灰石破碎并磨细成粉状与水混合并搅拌成吸收浆液状态, 最后在吸收塔内, 吸收浆液与烟气接触混合, 烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙发生化学反应, 二氧化硫从烟气中去除, 反应产物被鼓入的空气氧化, 最终产物为石膏。脱硫后的清洁烟气通过除雾器除去雾滴经烟囱排放, 脱硫渣石膏可以综合利用。

石灰石- 石膏法适用的煤种较为广泛, 可用于高中低含硫煤种, 脱硫效率高, 可达95% 以上。利用该技术, 能有效提高脱硫剂的利用率, 提升工作可靠性, 还可实现脱硫产物的综合利用。但该技术依然存在投资和运行费用较高, 占地面积大, 易堵塞、腐蚀塔釜管道, 脱硫废水较难处理等问题。目前, 解决设备结构堵塞最有效的办法是在吸收液中加入添加剂, 不仅能抑制结垢和堵塞现象, 而且能提高吸收效率。工业上常用的添加剂有:氯化钙、Mg2+、己二酸、氨等。

2.1.2 氨法烟气脱硫技术

氨法烟气脱硫工艺是以氨基物质 (如氨气) 作为吸收剂, 脱除烟气中的二氧化硫并回收副产物 (硫酸铵) 的湿式烟气脱硫工艺。氨法烟气脱硫适用范围广, 不受燃煤含硫量、锅炉容量的限制, 反应速度快, 脱硫效率高, 可达95% 以上, 吸收剂易采购, 副产品硫酸铵是一种化肥, 价值高, 经济效益好, 且不存在结垢和堵塞现象, 但投入较大。

2.2 干法脱硫

干法烟气脱硫技术是指硫吸收和产物处理均在干燥状态下进行的烟气脱硫技术。这项技术始于20 世纪80 年代, 是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂, 在无液相介入的完全干燥的状态下脱除烟气中的SO2, 并在干燥状态下处理或再生脱硫剂。脱硫产物为干态, 工艺过程相对简单, 投资费用低;烟气在脱硫过程中无明显降湿, 利于排放后扩散, 无废液等二次污染, 净化后的烟气不需要二次加热, 腐蚀性小。其缺点是脱硫反应速度慢, 脱硫效率及脱硫剂利用率低, 飞灰与脱硫剂产物相混可能影响综合利用效率。同时, 对干燥过程控制要求很高。脱硫效率较低, 设备庞大、占地面积大, 在操作技术方面要求高。因此, 本文不主推干法脱硫这项技术。

2.3 半干法脱硫

半干法脱硫利用热烟气使熟石灰吸收烟气中的SO2, 在反应生成CaSO3·0.5H2O的同时进行干燥过程, 使最终产物为干粉状。该工艺通常配合袋式除尘器使用, 能提高10% ~ 15% 的脱硫效率。该工艺融合了湿法、干法脱硫工艺的优点, 具有广阔的应用前景。

常用的半干法脱硫工艺有电子束喷氨法、催化氧化法、吸附再生法等。

3 脱硝治理技术

氮氧化物是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体, 如N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等, 其中, NO和NO2所占比例最大, 是重要的大气污染物。NO2对人体危害最大, 主要破坏人的呼吸系统, 引起支气管炎和肺气肿。人在100mg/L的大气中停留1 小时, 或在400mg/L的NO2环境停留5 分钟就会死亡。此外, 它也是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。国家已将氮氧化物的减排任务纳入“十二五环保规划”中, 氮氧化物也成为继二氧化硫之后的实行总量控制的另一污染物。从NOX的形成特点可以看出, 控制NOX的排放可以从燃烧前、燃烧中和燃烧后处理。燃烧前脱硝主要将燃料转化为低氮燃料, 成本太贵, 应用很少。燃烧中脱硝主要指运用各种降低NOX的燃烧技术, 如采用低氮燃烧器、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和烟气再燃等方法实现, 费用较低, 脱硝率不高, 是目前主要的控制方式之一。

为满足当前日益严格的环保标准, 燃烧后脱氮技术, 脱除效率非常高, 效果良好, 会成为以后主要的发展方向。

现对烟气脱硝的三种主要方法进行简要分析。

3.1 选择性催化还原脱硝技术 (SCR)

选择性催化还原技术 (SCR) 指在一定温度和催化剂作用下, 以液氨、氨水或尿素作为还原剂, 有选择性地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒、无污染的氮气和水。SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术, 合理的布置及温度范围下, 脱硝效率可达80% ~ 90% 以上。SCR脱硝工艺采用催化剂使氮氧化物发生还原反应, 反应温度较低 (300 ~ 450℃) 。其方法是, 将还原剂喷入装有催化剂的反应器内, 烟气通过催化剂与之产生化学反应进行脱硝。

SCR技术具有脱硝率高、氨逃逸低、二次污染小等显著特点, 但该技术也有明显的缺点, 如投资巨大、运行费用高, 主要表现在催化剂的更换费用高、还原剂 (液氨、氨水、尿素等) 消耗费用高等。此外, 煤中的碱性化合物 (特别是Ca、Na、K的氧化物) , 重金属、砷、硅、硫和磷都会造成SCR催化剂的大面积失活和堵塞;而高灰份、大量、大尺寸的烟尘颗粒也会造成SCR催化剂的堵塞和严重磨损, 堵塞会造成停炉。

3.2 选择性非催化还原脱硝技术 (SNCR)

选择性非催化还原脱硝技术 (SNCR) 是一种不用催化剂的方法, 原理是将含有NHX基的还原剂喷入炉膛温度为850 ~ 1 100℃的区域后, 迅速热分解成NH3和其它副产物, 随后NH3与烟气中的NOX进行SNCR反应而生成N2和H2O。该方法已于1974 在日本成功投入工业应用, 后美国将其推广。

SNCR工艺以炉膛作为反应器, 是目前旧机组脱硝技术改造时主要采用的脱硝技术。一般可获得30% ~ 50% 的NOX脱除率, 所用的还原剂一般为氨、氨水和尿素等。由于尿素比氨具有更好的锅炉内分布性能, 且尿素是一般化学药品, 运输存储简单安全、货源易得, 而氨属于危险化学药品, 因此, SNCR一般采用尿素作为还原剂。

SNCR工艺的优点:以炉膛作为反应器, 不需要催化剂, 投资运行成本较低;脱硝效率中等, 一般为30% ~ 50%, 与低氮燃烧技术组合效果良好, 可达到70%的脱硝率;缺点:烟气中的氨遇到三氧化硫会生成硫酸铵, 易造成空气预热器和静电除尘器的堵塞和腐蚀。

4 结语

目前, 我国中小型燃煤锅炉烟气脱硫大多都采用石灰石- 石膏湿式脱硫技术, 脱硫效率显著提高, 且有效控制二氧化硫的排放, 但还存在部分问题, 严重影响它的总体效率及利用范围, 如设备的结垢和腐蚀, 脱硫废液的处理等。

此外, 虽然烟气脱销技术已相当成熟, 但由于烟气治理成本高, 很多企业依然没有采取有效的脱硫脱硝设施, 而仅采用低氮燃烧技术很难完成氮氧化物排放量的削减任务, 因此, 烟气脱硝工程成为摆在我们面临的艰巨任务。

参考文献

[1]高强.氨法烟气脱硫脱硝的技术特征[J].科技信息, 2009, (11) .

[2]张桂鹏, 唐国瑞, 赵建.烟气脱硫脱硝一体化的研究进展[J].广州化工, 2008, (4) .

[3]胡龙, 沈珊, 王小书, 等.烟气脱硫脱硝的研究进展[J].化学工程师, 2010, (7) .

[4]周芸芸, 钱枫, 付颖.烟气脱硫脱硝技术进展[J].北京工商大学学报:自然科学版, 2006, (3) .

燃煤烟气脱硫脱硝技术研究进展 篇8

1 燃煤烟气脱硫脱硝技术

1.1 联合脱硫脱硝技术

联合脱硫脱硝技术是目前比较成熟应用比较广泛的技术。烟气中的有害气体二氧化硫和氮氧化物是同时存在的, 如果在脱氮氧化物的时候, 二氧化硫的存在会导致催化剂出现中毒的现象, 因此两者必须同时进行, 在氧化还原反应中排除氮氧化物, 从而达到脱硫脱硝的效果。联合脱硫脱硝技术关键技术是SCR, 二氧化硫的转化以及湿式烟气硫酸他。这种技术可以在容量比较小的机组上进行。施工工序就是当烟气通过传统的脉冲布袋室, 去除烟气中的一部分微粒物, 另外一部分在凝结器中去除, 然后利用联合脱硫脱硝技术将烟气在热交换装置中加热到50°左右, 然后进入到SCR脱销。再将氨气喷入到SCR单元中发生氧化反应产生水蒸气和氨气。随后, 烟气进入到第二个催化反应器中, 将二氧化硫转化为三氧化硫, 通过烟气热交换器降低温度, 冷凝器会将水转化为硫酸的。

1.2 电子束照射法脱硫脱硝技术

电子束照法简称EBA法, EBA法是利用电子急速器产生的电子能量, 电子能量值为800Me V-IMe V的电子束照射将烟气管中的氮氧化物和二氧化硫。它由排烟预除尘、烟气冷却、电子束照射等多个工序组成。首先是锅炉中的烟气经过除尘器过滤以后, 进入冷却塔。冷却塔会释放冷却水, 直到烟气冷却到适宜脱硫脱硝技术的温度, 大概是70°左右。冷却后的烟气流入反应器, 反应器入口喷入一定量压缩空气、氨水以及软水。氨水的量要根据二氧化硫和氧化物的浓度添加, 经过电子束照射以后, 二氧化硫和氧化物在自由基的作用下生成硫酸和硝酸。这些硫酸和硝酸与残留的氨发生中和反应, 会形成粉末状的硫酸铵与硝酸铵混合体。然后这些粉末混合体沉底到反应器底部, 输送机将它们排出以后, 除尘器会对他们进行分离和捕集, 经过造粒处理技术以后, 可以将这些副产品直接到仓库储存, 净化后的烟气可以直接经过脱硫风机烟囱向大气排放。

2 液相脱硫脱硝技术

它是液段将NO氧化成NO2, 常见的工艺有氯酸氧化法、尿素净化烟气法、络合吸收法。其中氯酸氧化法是一种新的液相脱硫脱硝一体化技术。但是氯酸具有很强量的腐蚀性, 对设备的抗酸性和抗腐蚀性有很高的要求, 这也是限制液相脱硫脱硝技术发展的难点和重点。尿素净化烟气法是将烟气引入高效吸收塔中进行反应, 这种工艺操作比较简单, 但是烟气的时吸收率比较高, 目前也还在研发阶段。络合吸收法可能够同时脱除二氧化硫和氮氧化物, 但是对二者的脱除率却各不想听, 二氧化硫的脱除率达到了90%, 但是氮氧化物的脱除率却只有60%, 这种工艺的整体脱除率比较低, 不使用工艺应用。

3 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展

EBA工艺方法未来将成为脱硫脱硝一体化技术发展的主要趋向。这种技术已经在日本、德国、美国等国家开始进行实验研究, 目前已经开始在工业方面进行应用。这种工艺需要的设备简单、可以有效控制脱硫脱硝过程, 而且不会产生废水、废渣、废弃, 脱销率也是非常高, 一般在90%以上, 而且非常环保。它氧化生成的物质可以直接用作废料。但是这种施工方法, 必须建立放射线防护设施, 且这种电子束加速器的维护费用很高。随着科学技术的发展, 越来越多新开发的废弃处理技术被应用在烟气处理方面。随着膜分离技术、高效液相催化氧化法等技术的成熟和完善, 未来都有可能广泛应用在烟气处理方面。目前燃煤烟气脱硫脱硝有很多种技术, 但是每一种技术都有自己的优点, 但是也面临着不少缺点, 如何将不同的技术融合, 发挥各自的优势提高脱硫脱硝率。

4 结语

当前我国大面积的雾霾天气也与化石燃料燃烧过程中排放的烟气有直接关系, 空气中MP2.5的主要污染物就是氮氧化物和硫氧化物。所以控制氮氧化物和硫氧化物的排放已经刻不容缓了。烟气脱硫脱硝技术的普及和应用能有效地缓解氮氧化物和硫氧化物的排放, 因此, 国家应该加大这一技术的推广和研究。

摘要：煤炭在燃烧过程中会排放大量的二氧化硫等有毒气体, 不仅会危害人的身体健康, 还会造成严重的环境污染, 严重威胁到人类的生存环境。为有效地解决这个问题, 烟气脱硫脱硝技术逐渐受到社会的关注, 本文主要分析了燃煤烟气脱硫脱硝的联合脱硫脱硝技术、EMA法两种比较常见的脱硫脱硝技术以及他们的优缺点。

关键词：煤炭烟气,脱硫脱硝技术,研究进展

参考文献

[1]王潇.中小锅炉燃煤烟气脱硫脱硝一体化控制技术试验研究[D].浙江工业大学, 2011.

[2]何昆.一种燃煤锅炉烟气NOx-SO2联合脱除新工艺的研究[D].北京交通大学, 2012.