同时脱硫脱硝技术

同时脱硫脱硝技术（共9篇）

同时脱硫脱硝技术 篇1

摘要：我国工业的主要燃料造成了其在燃烧时会排放大量的SO2和NOx。这些气体危害较大,必须经过处理再排放。目前工业上处理这些气体时一般分为脱硫和脱硝两步。而本文对脱硫脱硝技术进行了介绍,重点介绍了脱硫脱硝一体化的技术方法及其机理。这些方法包括固相吸收/再生氨法同时脱硫脱硝技术、高能电子活化氧化同时脱硫脱硝技术、溶液湿法烟气同时脱硫脱硝技术,同时并对这些技术做了客观的评价分析,指明了今后的发展方向。

关键词：氨法,脱硫脱硝,反应机理,综合评价

目前国内化工以煤化工,石油化工居多,燃烧煤和石油化工原料产生了大量的SO2和NOx,随着SO2和NOx等有毒气体排放,造成了空气的严重污染,SO2和NOx排放到空气中,它们会和大气中的水作用,形成酸雨,从而进一步污染环境,所以烟气脱硫脱硝势在必行。目前脱硫脱硝技术很多,工艺相对成熟,按照工艺过程可分为以下几种: 固相吸收/再生同时脱硫脱硝技术,高能电子活氧化法,湿法烟气同时脱硫脱硝技术。本文主要从各自的脱硫脱硝的机理上进行阐述,对上述的几种方法做了详细的介绍。

1 固相吸收/ 再生同时脱硫脱硝技术

1. 1 活性炭脱硫脱硝工艺

活性炭吸附工艺是利用活性炭的吸附性来脱除SO2和NOx的。活性炭吸附脱除SO2和NOx是化学吸附。活性炭有较大的比表面积,优良的内部孔结构。吸附SO2和NOx后产生的物质留在活性炭内部[1]。

该工艺最早是由德国的Bergbau-Forschung ( 简称BF) 公司于1976 年设计的。活性炭吸附SO2和NOx时,不仅起到吸附剂的作用,还起到了催化剂的作用。当烟气中存在氧气和水时,活性炭起到了一个催化剂的作用,主要吸附为化学吸附当烟气没有氧气和水时,活性炭仅仅起到了一个吸附剂的作用,主要吸附是物理吸附[2,3]。

当烟气中存在氧气和水时,主要发生以下化学反应,机理如下:

如果在脱硫的同时加入氨,烟气中的NO可以和NH3反应后脱除。其脱除机理如下:

1. 2 Cu O / Al2O3同时脱硫脱硝工艺

Cu O / Al2O3同时脱硫脱硝工艺是以 γ-Al2O3为载体,当烟气通过时,烟气中的SO2和Cu O、O2反应生成Cu SO4,而Cu SO4和Cu O在对NOx的吸收中都具有很强的催化作用,在加入氨气的情况下,用SCR法来还原NOx,使之转化成氮气。当反应器中的Cu SO4达到饱和时,用H2、CH4或CO等气体将Cu SO4还原为单质铜[4]。

在脱硫的过程中,Cu O和烟气中的SO2在有氧气存在的情况下,发生反应,生成Cu SO4,除去烟气中的SO2。反应机理如下:

Cu O和Cu SO4在对氮氧化物吸收的过程中起到催化剂的作用,在处理的过程中加入NH3,再用SCR法来催化还原烟气中的NOx。反应机理如下:

当Cu SO4达到饱和时,可以用H2对Cu SO4进行还原,生成Cu和H2SO4,生成的Cu可以进行氧化生成Cu O,之后继续和SO2反应生成Cu SO4,循环利用。反应机理如下:

1. 3 NOxSO工艺( 干式吸附再生工艺)

该工艺主要是通过吸收塔来吸收烟气中的SO2和NOx,将烟气通过水雾来冷却,再将冷却后的烟气通入吸收塔中[5]。该工艺的吸收塔一般选择流化床吸收塔,吸收剂一般选为用Na2CO3浸透了的 γ-Al2O3颗粒[6]。在吸收塔中,SO2和NOx分别被氧化生成Na2SO4和Na NO3。当吸收剂达到饱和后,把吸收剂送入加热器中的进行解吸还原[7]。解吸还原后的吸收剂变为Na Al O2,之后和水作用继续生成Na OH,吸收烟气中的SO2和NOx,循环利用[8]。

反应机理:

吸收剂在加热器中的解吸过程如下:

1. 4 SNAP工艺

SNAP工艺是在NOxSO工艺上进行了一些改进,其工艺的过程大体上与NOxSO工艺的过程相类似,它们所用的吸收剂都一样,采用的都是Na2CO3浸泡过的 γ-Al2O3颗粒,SNAP工艺的不同之处在于SNAP工艺采用了气体悬浮式吸收器[9]。

1. 5 分子筛脱硫脱硝

使用分子筛来脱硫脱硝是一种新型的脱硫脱硝的方法,常用的分子筛一般为硅铝酸盐,它一般是由Si O2和Al2O3组合而成,分子筛相对于一些其他的吸附物质来说,它有着很多优势,这些优势都源自于它独有的结构特点,它的结构相对与活性炭来说,它的孔径分布更加均匀,其独特的蜂窝状的结构也使得它对一些不饱和分子和一些极性分子来说具有很高的亲和力[10]。魏在山[11]曾对分子筛脱硫脱硝进行了实验,实验表明在分子筛中加入强氧化剂,如KMn O4和NH3H2O,即可实现较高的脱硫脱硝效率。在分子筛中,KMn O4把被吸附的SO2和NOx氧化,之后和NH4HCO3反应,最终生成硫酸盐和硝酸盐,来实现SO2和NOx的脱除。

反应机理如下:

2 高能电子活化氧化法

高能电子活化氧化法可分为电子束法、脉冲电晕法、及流光放电氨法及光催化法。

2. 1 电子束法

电子束法是一种干式的脱硫脱硝技术,它主要是用电子加速器来产生活化能较高的等离子体来氧化SO2和NOx,由于产生的等离子体具有较高的活化能,它可以把烟气中的SO2和NOx等污染物给氧化,使之转化成无污染的物质,SO2被氧化后生成SO3,之后和水作用生成硫酸,NOx被高能的等离子体氧化后生成NO3,之后和水作用生成硝酸,这两种产物可以用来生产硫酸铵或硝酸铵,成为成产化肥的原料。

反应机理如下:

( 1) 利用电子加速器产生具有较高活性的等离子体,当烟气通过这些等离子体的时候,烟气中的主要成分就会被这些等离子体所电离,这些电离的烟气会产生具有强氧化性的自由基。

( 2) 烟气中的SO2和NOx能迅速的被这些氧化性很强的自由基氧化,氧化后生成高价态的氧化物,之后和水作用生成硫酸和硝酸。

( 3) 在生成的这些硫酸和硝酸中,加入氨水来生成硫酸铵和硝酸铵。

整个装置主要由烟气调节塔、加速器、反应器、供氨系统以及副产物处理五个部分组成。

2. 2 脉冲电晕法脱硫脱硝

脉冲法和电子束法的不同之处在于,脉冲法不是用电子加速器来产生活化能高的等离子体,而是通过高压放电来产生活化能高的等离子体,在工艺上降低了设备的投资成本。它的反应机理是通过将交流电叠加到直流电上来产生高压脉冲放电,产生大量的高活化能的等离子体,烟气的SO2、NOx在这些等离子体下被氧化,之后加入氨水生成( NH3)2SO4和NH3NO3,成为化肥的原料,节约成本[12]。

2. 3 流光放电氨法脱硫脱硝

流光放电氨法脱硫脱硝技术是一种半湿法脱硫脱硝技术,它是把交流电压叠加到了直流电压上,使电极的放电模式变为流光放电,流光放电能产生等离子体,在操作过程中应避免电极放电模式为辉光放电。

烟气首先进入电除尘器,除去烟气中的大颗粒,之后进入热交换器,进行降温,再进入干燥器进行干燥,之后进入分区反应器。分区反应器包括两个部分,一个是化学反应区,另一个是等离子反应区。吸收剂一般选择为氨水,在经过分区反应器之后,SO2、NOx和氨水反应,生成亚硫酸铵和亚硝酸铵,进入等离子反应区时,亚酸盐被氧化成正酸盐。亚硫酸铵和亚硝酸铵被氧化成硫酸铵和硝酸铵,之后进入干燥器干燥排出,成为化肥的原料,节省了成本,剩余的气体进入烟囱排放。

脱硫机理[13]:

在流光放电产生的等离子体OH、O、N、HO2、O3、NH2的作用下,生成的亚酸盐被氧化成正酸盐,烟气中有氧气存在,可以加速氧化的过程。

脱硝机理: 流光放电产生的等离子体可以与NOx反应,将NO氧化成NO2,一部分的NO则被还原成N2。反应机理如下:

NOx的氧化机理如下:

2. 4 光催化法脱硫脱硝

光催化法是近年来新研发的一种新型的脱硫脱硝技术,该技术一般选用的催化剂为纳米级的Ti O2,纳米级的Ti O2是一种良好的光催化剂,催化反应一般在催化剂的表面发生。最终把烟气中的SO2和NOx氧化成硫酸盐和硝酸盐[14]。方朝君[15]提出了另一种光催化法,光催化还原脱硝,脱除NOx时发生的是还原反应,最终NOx被还原成N2、N2O。近年来,一直对催化剂进行改性研究,使其催化效果更加显著。

3 溶液法烟气同时脱硫脱硝技术

溶液法烟气同时脱硫脱硝技术包括: 氧化吸收法和加入金属螯合剂络合吸收法等。氧化吸收法根据氧化剂的不同又可以分为: 氯酸氧化法( 氯酸钠法) ,KMn O4法,H2O2法。

3. 1 氯酸氧化工艺

氯酸氧化工艺,又称Tri-NOX-NOXSorb工艺。该工艺主要是利用氯酸的氧化性来氧化烟气中的SO2和NOx,当烟气通过氯酸溶液时,烟气中的二氧化硫SO2被氧化成三氧化硫SO3,氯酸被还原成Cl O2。生成的SO3和水作用,生成硫酸,多余的Cl O2和烟气中的SO2作用,生成SO3和Cl2,Cl2之后和水、SO2继续作用,生成SO3和HCl。氯酸氧化烟气中氮氧化物时,NO首先被氧化成NO2,之后NO2继续被氧化并和水作用生成硝酸[16]。

氯酸氧化SO2时发生如下反应:

氯酸氧化NOx的反应机理:

3. 2 KMn O4法

KMn O4作为一种氧化剂,具有极强的氧化性。在酸性或中性的环境下,KMn O4可以将NO氧化成NO3-,在碱性的环境下,KMn O4可以将NO氧化成NO2-,反应为: NO + KMn O4+2OH-= Mn O4-+NO2-+H2O。该方法在实验室中的效果明显,由于催化剂昂贵,不易实现工业化。

3. 3 H2O2法

H2O2具有很强的氧化性,可以将SO2和NO氧化。在光照下,H2O2可以分解出OH,羟基( OH) 的氧化性更强,可以加速氧化过程的进行。该方法优点在于H2O2氧化的速度快。得到的氧化产物是H2SO4和HNO3,可以回收利用。

3. 4 络合吸收法

络合吸收法是利用溶液中的金属络合物来对SO2和NOx进行吸收的[17]。该方法是在碱性或中性溶液中加入了金属络合剂,常用的金属络合剂用的是过渡区的金属元素,如亚铁络合剂,钴络合剂[18]。金属络合剂和溶液中的NO相结合,生成亚硝酰类络合物。络合后的NO能和溶液中的SO32-和HSO3-发生反应,生成硫酸盐,从而达到对SO2的脱除[19]。

以亚铁络合剂为例,反应机理如下:

特点: 该工艺仍处于试验阶段,在吸收反应的过程中,金属螯合物会损失,此外,反应后的金属螯合物难以重新循环利用,若要重新生成金属螯合物,只会增加生产的成本。所以,吸收剂的难以再生是影响其工业化的一个重要因素[20]。

4 结论与展望

本文介绍了常用的几种脱硫脱硝的技术,并分析了各自的原理以及特点。脱硫脱硝技术当中有很多都有着副产物难以处理或者是在处理的过程中会造成二次污染的情况。今后脱硫脱硝技术的发展方向应当朝着能耗低、污染小、副产物可以回收利用的绿色化工的方向发展。相比较而言,电子活化法具备很多的优点,应该作为今后的主要发展方向。

同时脱硫脱硝技术 篇2

摘要：根据烟气气体组分情况,将可能发生的化学反应方程式进行筛选,确定独立反应个数.通过热力学计算得到了标准状态下热力学函数值,进而求得了不同温度下的.热力学性质.通过标准生成自由焓、标准吉布斯自由能变、标准熵变的计算,分析了烟气同时脱硫、脱硝中发生化学反应的可能性,为烟气同时脱硫、脱硝动力学理论的研究打下了基础.作 者：林杉 王璐瑶 王承学 作者单位：林杉,王承学(长春工业大学化工学院,吉林长春,130012)

王璐瑶(北京化工大学,北京,100022)

同时脱硫脱硝技术 篇3

【关键词】燃煤烟气；脱硫脱硝；一体化技术；特点

我国能源构成以煤炭为主，是世界上最大的煤炭生产国和消费国，在电力运行中，火力发电占有很大比重，主要以燃煤为主，所排放的烟气中含有大量二氧化硫和氮氧化物，严重污染到大气环境，一方面能源结构在短期内难以得到有效调整，另一方面环境治理的力度又在加强，这已经成为火电厂今后发展必须要解决的矛盾，所提出的课题为：立足于我国基本国情，大力发展脱硫脱硝一体化技术。

一、固相吸附/再生脱硫脱硝技术

（一）技术原理 国内外对脱硫脱硝一体化技术的研发从未停止过，目前已研发的种类近80种，但是真正用于生产实践的并不多，而在已应用于生产实践中的脱硫脱硝技术中，固相吸附/再生脱硫脱工艺较具有代表性，该技术主要采用的是固相吸收剂，通过理化吸附或催化作用来脱除燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物，所使用到的吸收剂有活性炭、分子筛等，基本上可以循环利用。

（二）特点分析 根据所用吸收剂的不同，固相吸附/再生脱硫脱硝技术的工艺方法可分为活性炭吸附法和CuO/Al2O3吸收法两大类，其中活性炭吸附法脱硫的实现要先对烟气进行除尘、降温和调湿，使再让其进入到装有多孔活性炭的吸收塔，最后被孔结构中的含氧络合物基团催化氧化，生成硫的副产物；脱硝的实现则是要进入到NH3条件下与其发生反应，最终生成硝的副产物。上述工艺方法现已实现了工业化应用，其不足在于耐压、耐磨、耐冲击性能差，在使用过程中易损耗，同时被氧化后会失效。在使用CuO/Al2O3吸收法时，单质铜会被氧化为CuO，其与二氧化硫会进一步发生反应，在脱硫的同时鼓入适量的NH3，可使烟气中的氮氧，化物转化为无害的氮气，然后再排放到大气中，该工艺方法的脱硫脱销率为90%、75%，其优点为无二次污染产生，缺点也比较明显，成本较高，难以广泛推广应用[1]。

二、气/固催化脱硫脱硝技术

（一）技术原理 气/固催化脱硫脱硝技术所用到的催化剂可对二氧化硫和氮氧化物进行直接氧化和还原，整体脱除率较高，主要工艺方法有WSA-SNOx、SNRB及Parsons烟气清洁工艺。

（二）特点分析 WSA-SNOx工艺方法是一种联合脱硫脱销技术。燃煤烟气先后进入到SCR反应器和二氧化硫转化器，进而完成脱硝和对二氧化硫的转化，其应用优势为去除率较高、运行维护要求较低，且不会产生二次污染物，但是所生成的副产品，在储运中面临很大困难。SNRB工艺方法则是将燃煤烟气集中在高温集尘室中，对其进行整体性处理，喷入石灰水等钙基吸收剂来脱除二氧化硫，再利用SCR催化剂促成化学反应，该工艺方法适用范围较广，现正处于推广阶段[2]。再有Parsons烟气清洁工艺方法，其所需要的设备较为复杂，优点在于整体脱除率可达到99%以上，具体脱除过程为甲烷重整气和硫磺装置的尾气混合，为催化氢化反应模块提供给料气体，烟气中成分进入到蜂窝状反应器中被还原，再经过热蒸汽降温器冷却，并对其进行净化，最后转化为单质硫副产品。

三、液相脱硫脱硝技术

（一）技术原理 液相脱硫脱硝技术是在气/液段将一氧化氮氧化为二氧化氮，相关工艺方法有络合吸收法、尿素净化烟气法和氯酸氧化法，其中络合吸收法以钒、铁或镍为催化剂，尿素净化烟气法以尿素为吸收剂，氯酸氧化法则是一种新开发的液相脱硫脱硝一体化技术。

（二）特点分析 络合吸收法可同时脱除二氧化硫和氮氧化物，但是对二者的脱除效果却存在很大差异，前者脱除率可达到90%以上，而后者仅为60%，且该工艺方法的整体利用率较低，脱除反应较慢，并不适于工业化应用。尿素净化烟气法是将烟气引入高效吸收塔中完成接触反应，整个操作过程较为简单，但是吸收效率并不高，目前相关研发仅停留在实验阶段。与前两种工艺方法相比，氯酸氧化法最大的不足在于氯酸具有较强的腐蚀性，对所用到的设备材质要求较高，这也是目前实验研究必须要攻克的一大难题。

四、高能电子活化氧化技术

（一）技术原理 高能电子活化氧化技术是近年来研发的热点，主要是利用高能电子撞击烟气中二氧化硫和氮氧化物的分子，对其进行转化，具体过程为分别将二氧化硫氧化为三氧化硫，一氧化氮氧化为二氧化氮，再各自与水分子发生反应，生成二氧化硫和氮氧化物的副产物。相关工艺方法有EBA和PPCP，目前国内外均将其视为今后脱硫脱硝一体化技术发展的主要趋向。

（二）特点分析 EBA和PPCP的划分是根据高能电子的产生方式，前者是利用电子枪发射的高能电子束照射已降温的烟气，促使烟气分子发生电离，完成二氧化硫和氮氧化物分子的高阶转化，通常设定电子能力为0.8～1MeV，烟气温度约70℃，这种脱硫脱硝工艺方法在德国、日本等国家很早就开始了实验研究，目前正在走向工业化，其优点在于设备简单、容易操作和控制过程，且不会产生废水、废渣，脱硫、脱硝率分别在90%、80%以上，而且生成的副产物可以用作肥料，生产工艺较为环保，缺点在于需要建立放射线防护设施，同时对电子束加速器的维护成本也较高。后一种工艺方法是在电极上放置高压脉冲电源，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，突发强电场产生的能量较大，容器内烟气分子突然获得巨大的能量后，在常温下产生高能电子和非平衡等离子体，通常情况下产生的能量在5eV以上。与EBA相比，PPCP因不需使用电子枪，所有不用单独建设防护设施，相对投资较少，且脱硫脱硝率和除尘效果均能得到预期，因此，应用优势更为明显。

五、小结

综上所述，国外内对脱硫脱硝一体化技术的研发均十分重视，所涉及的工艺方法较多，工业化应用除了要考虑到技术条件外，还要在经济性上具有竞争力，目前活性焦燃煤烟气脱硫脱硝技术在国内应用较具有发展前景，能够带来很好的经济效益和社会效益，应加大这方面的技术改造力度和工艺方法研究，促使相关设备尽早实现工业化。

参考文献

[1]王雪涛，王沛迪，刘予，等.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].能源与节能，2014，15（8）：2-3.

同时脱硫脱硝技术 篇4

当前, 人们的观念已经有了极大的改变, 不再是只重视经济发展而忽略环境污染的时代了, 为了获得更好的生活体验, 人们开始注重身边的生活环境, 国家的政策导向也偏向了这个方向。氨法烟气技术的产生也随之应用而生, 它主要应用于火电行业, 比如燃煤电厂等, 通过使用氨法烟气技术, 可以有效减少这些企业带来的环境污染, 减少SO2和NOx化合物的排放, 降低其排放量, 真正实现脱硫脱硝的功效, 使得这些物质的排放达到国家的标准, 给人们带来舒适生活的同时, 保证人们在美好的环境中能够健康的生活和成长, 实现可持续发展。

2 氨法烟气同时脱硫脱硝技术的应用

2.1 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之电子束法

电子束法是氨法烟气技术之一, 它可以做到同时脱硫脱硝的功效, 这种方法的效率高, 作用大, 其工作原理是通过使用物理和化学的方法, 由于在电子束的照射下, 氮氧化合物和二氧化硫会从低价转化为高价, 高价的氮氧化合物和硫化物遇到水后, 就会生成硝酸和硫酸, 与氮氢化合物作用后, 可以生成硫酸铵和硝酸铵, 可以作为肥料被二次利用。对于这种技术的发展现状, 它源自日本, 德国开始最初研究关于其脱硫脱硝的工艺, 但是, 在三十年后, 才真正从试验阶段推向实际的市场应用, 并获得了广泛的好评和使用率。由于, 通过电子束法的脱硫脱硝工艺的脱硫率和脱硝率很高, 成本低, 而且还没有废物产生, 因此, 有很大的发展潜力。其工艺特点为通过物理方法, 转变化合物的价态, 实现原理简单、清晰、不复杂, 并能实现其相应的应用效果, 副产物的产生没有危害, 并能实现氮硫资源的综合利用, 成本低, 适用于含硫量较高的燃煤发电企业, 在现代科学技术的推动下, 该项技术将会发挥自身特点, 实现数分钟内根据实际情况调整工作状态, 满足脱硫脱硝工作需求, 尽最大可能减少氮硫化合物的排放。

2.2 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之脉冲电晕法

脉冲电晕法是氨法烟气的技术之一, 它可以做到同时脱硫脱销的功效。它的英文名称是PPCP, 这种方法主要是利用脉冲电源的高压, 在反应容器中将烟气在高压的环境下, 变为等离子体, 等离子体的性质是具有高的能量, 其实质就是进行了能量的转换, 这样, 在反应容器中, 一部分粒子由于失去电子带正电, 一部分粒子由于得到电子带负电, 于是, 就形成了电场, 在电场中, 这些等离子体的状态很不稳定, 形成了离子和自由基, 在此作用下, 烟气就会和其产生化学反应, 即氧化还原反应, 经过氧化还原反应的烟气生成的物质, 大部分是液体或者是固体, 比较容易被收集, 实现脱硫脱硝的效果。这种方法的脱硫脱硝的效果和电子束法的类似, 其实现效果显著。在实现工艺上, 其设备简单, 不需要繁琐的电子加速器过程, 成本低, 仅仅需要通过加热来使分子的运动速度加快, 产生的氮硫化合物可以二次利用, 而且对环境无污染、无危害, 能实现较好的脱硫脱硝效果。这种工艺发展比较早, 相对比较成熟, 但是, 仍然需要不断的探索和创新, 增强该工艺的水平, 保证该工艺的脱硫和脱硝率的效果更加显著, 不仅符合国家标准的同时, 使得生产资源能够重复利用, 从而赢得更好的经济效益。

2.3 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之活性炭吸附法

活性炭吸附法也是氨法烟气的技术之一, 它也能实现脱硫脱硝的效果和工艺。它是一种物理方法的实现, 与上述两种方法不同的是, 它的实现不需要化学方法, 也不会产生化学物质的副产物, 实现起来也比较容易和简单。这种技术的研发主要是日本和德国先提出来的, 将烟气经过水并将相应的氮氧化合物和氮硫化合物溶解于水中, 利用活性炭的吸附功能吸附相应的物质, 实现脱硫脱硝的作用。当然, 吸附在活性炭中的物质也可以经过相应的处理, 利用化学反应, 将氮氧化合物经过氧化还原反应转变为氮气, 将硫化合物经过氧化还原反应转变为固体硫, 活性炭吸附的物质经过处理取出后, 还可以再次使用, 减少了金钱和资源的浪费, 而且操作简单, 设备不复杂, 活性炭资源丰富, 投资低, 效果大, 还能节能, 不需要很多安全性问题和设备造价的问题, 在燃煤企业获得广泛的应用和好评, 其已经普遍获得国际和国家燃煤企业的认可, 并仍然在继续进行着相关的研究, 保证活性炭的氨法烟气工艺摒除其不良性能, 比如运行效率不稳定, 脉冲电源性能不好的问题, 争取实现其效果的最优化。

3 氨法烟气同时脱硫脱硝技术的发展趋势

只要存在火电厂, 就会产生氮氧化合物和硫氧化合物, 因此, 火电企业必须致力于发展氨法烟气技术, 保证企业的脱硫脱硝的效率和氮氧化合物与硫氧化合物的排放符合国家标准。对于脱硫脱硝技术, 上述只是简单的阐述了现在火电企业中使用的基本方法, 当然, 在未来, 还会有更多先进的方法和工艺, 提升脱硫脱硝技术的水平和效率。通过上述三种方法的讲述, 不能看出, 脱硫脱硝技术使用了物理方法和化学方法, 它是涉及多学科多领域的一门综合性技术。氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的发展趋势是在设备上, 更加简洁, 造价低和安全性更高, 在实现脱硫脱硝的同时, 还可以将生成的副产物进行二次利用, 比如配置一定浓度的硫酸, 为一些需要的企业服务, 转变为化肥, 为农业生产做贡献。在火电厂实现经济效益的同时, 也保护了我们身边生存的环境。

结语

氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的应用仍然需要进一步的研究和探索, 需要根据不同火电厂的情况和实际环境, 进行综合考量, 采用何种技术进行脱硫脱硝, 注重理论研究的同时, 也要具体情况具体分析, 最大程度的扩大其工艺水平和脱硫脱硝的效率。

摘要：本文简述的氨法烟气就是一种用来减少由于工业燃料引起的污染的技术手段和方法, 工业化石燃料在燃烧之后, 会产生大量的氮氧化合物和SO2, 这些物质给环境造成了严重的污染和危害, 因此, 为了减少这些物质给环境带来的危害和影响, 通过采用氨法烟气的方法, 过滤工业燃料的排放物。本文在重点说明氨法烟气同时脱硫脱硝技术的应用, 顺便阐述相关氨法烟气技术的工艺特点和发展现状。

关键词：氨法烟气,脱硫脱硝,技术,应用,分析和研究

参考文献

[1]于丽新, 杜杨.氨法烟气同时脱硫脱硝技术应用与展望[J].东北电力技术, 2011, 12 (11) :84-86.

[2]姜雨泽, 宋荣杰.半干式电晕放电烟气脱硫脱硝技术研究[J].环境科学与技术, 2008, 5 (09) :44-46.

同时脱硫脱硝技术 篇5

1.1常用脱硫脱硝的方法

(1) 石灰石-石膏湿法脱硫。石灰石-石膏湿法脱硫是目前世界上技术最成熟、应用最广、运行最可靠的方法, 已成为世界商业的主流。石灰石-石膏湿法脱硫方法主要利用石灰石作为脱硫的反应剂, 先把石灰石磨碎跟水按比例混合之后形成石灰浆作为吸收剂, 然后石灰浆在吸收塔里与烟气混合并发生碳酸钙与SO2的化学反应, 得到反应物石膏浆。最终脱硫石膏浆经脱水装置脱水后进行回收利用[1]。石灰石-石膏法烟气脱硫技术方法的化学反应过程是: (1) 在吸收塔中石灰浆中的水与烟气中的SO2反应后又与Ca CO3反应生成Ca SO3。 (2) 然后其与空气中的氧气发生反应生成了固体石膏。下图1是石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程图。

(2) 氨气选择性催化还原技术脱销

氨气选择性催化还原技术脱销是利用氨气作为还原剂, 在催化剂的作用下, 氨气在较低的温度下有选择的地将废气中的NO2还原成N2和H2O。如果想让脱硝率达到一定的程度, 要控制好反应的温度。反应原理公式如下:

该技术方法目前在一些国家广泛应用, 其优点是技术成熟可靠, 但是存在一些问题, 例如投资大, 需要预热处理烟气, 存在氨气泄露工艺设备容易被腐蚀的现象。下图2是氨气选择性催化还原装置系统图。

氨气选择性催化还原技术脱硝装置顾名思义是利用选择性催化还原法, 如上图2中所示, 在省煤器和空气预热器附近分别安装一个脱硝反应器。依据脱硝效率的大小, 脱硝装置可以采用两层运行一层备用的布置方法, 整个脱硝装置开始处布置的是垂直长烟道, 其中喷氨栅格布置在入口垂直烟道内。

1.2 创新型的烟气同时脱硫脱硝技术方法

新型的烟气同时脱硫脱硝技术方法主要有电子束氨气法和脉冲电晕法两种。

(1) 电子束氨气法 (EBA) 。电子束氨气法主要是采用阴极发射经过电场形成的高能量的电子束, 当这些电子束穿过烟气时, 产生化学反应生成的一些产物又与SOx和NOx发生反应生成硫酸以及硝酸。此时, 在反应物中通入氨气, 则产生一些副产品氨盐等。这个方法的过程多为干处理。其带来的好处是能实现同时脱硫脱硝, 过程简单易操作, 并且不产生废水废渣等二次污染的现象。但是这种方法过程中耗费电量巨大且费用成本高[2]。

(2) 脉冲电晕法 (PPCP) 。与电子束氨气法不同的是脉冲电晕法的高能量电子来源是电晕放电自己产生的。该方法是利用电晕反应器和上升前沿陡峭且窄脉冲的相结合产生的离子体对烟气污染物进行氧化除去。这种技术方法的利用之处在于可以在脱硫脱硝的同时除尘。耗能低, 成本费用相对较低, 是最常用的烟气处理技术方法。

2 目前的研究现状

我国烟气脱硫脱硝技术存在快速发展的进程。该技术是一个涉及面广的复杂开发过程, 过程周期比较长, 投入资金巨大并且技术有一定的难度是此技术的特点之处。依据正常的技术开发流程, 需要原理的研究后进行小试然后进行中试再进行工业的示范逐级进行投入到整个过程中。由于此项技术的上述的特点使其不易达到我国对同时脱硫脱硝技术的要求[3]。现今, 我国许多环保单位在烟气同时脱硫脱硝过程中采用了一些科学计算的方法来缩短了设计的周期, 但是还是没有形成一个系统的设计方法。在烟气同时脱硫脱硝方面还需要进一步的发展创新。烟气同时脱硫脱硝过程工艺属于环境和能源相结合的混合领域。我国目前的大气污染仍是先污染了之后才有意识去处理, 不存在自觉地意识, 当环保问题出现时, 传统的技术模式的一连串的问题就很难满足实际的要求, 我国当前在同时脱硫脱硝技术工艺方面, 应该做到持续周期短, 高密精确度以及技术的成熟。

3 同时脱硫脱硝工艺技术研究发展趋势

由于环保要求的提高, 越来越多的燃煤锅炉要求同时控制SOx和NOx的排放。如果使用两套不同的装置分别实现脱硫脱硝, 会出现投资费用高且占用面积大等缺点。若想使投资费用低就可以同时进行脱硫脱硝。按照脱除方式的不同可以分为合并脱硫脱硝技术以及同时脱硫脱硝技术。

3.1 合并脱硫脱硝技术和应用

合并脱硫脱硝技术是先进行独立的脱硫脱硝的技术工艺, 然后进行二者的合并而形成的技术。该项技术的主要应用主要有烟气同时脱硫脱硝技术和活性炭脱硫脱硝技术等。

3.2 同时脱硫脱硝技术和应用

同时脱硫脱硝技术是利用一种催化剂在反应过程中把燃煤锅炉中烟气中的SOx和NOx同时进行除去的技术。同时脱硫脱硝技术又可分为燃煤锅炉燃烧过程中进行同时脱硫脱硝技术和燃烧过程后进行同时脱硫脱硝技术, 后者是未来发展的重点。同时脱硫脱硝技术主要应用的是电子束氨气法和脉冲电晕法等技术。

4 结束语

随着我国经济与科技的发展, 结合以上对我国在燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术的研究分析, 提出了社会的需求方向, 找出一种符合市场要求且投资少用时短的同时脱硫脱硝技术方法, 努力在更短的时间内完成更多新技术的创新。敢于试验, 勇于模拟。

摘要：目前, 同时脱硫脱硝工艺在我国产生热议, 很多相关专家致力于研究此方面的内容。现在同时脱硫脱硝技术主要有石灰石-石膏湿法脱硫的方法、脉冲电晕法以及电子束氨气法等技术方法。本文主要通过介绍燃煤锅炉中产生的烟气的传统烟气脱硫脱硝技术和日前新型的烟气脱硫脱硝技术, 通过对二者技术研究的对比进行科学的分析, 找到有助于同时脱硫脱硝技术的更好的实践方法。

关键词：燃煤炉烟气,同时脱硫脱硝,实践方法,技术研究

参考文献

[1]赵军, 杨昆.燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J].中国电机工程学报, 2012, (01) :93-100.

[2]孟志浩, 俞保云.燃煤锅炉烟气量及NO_X排放量计算方法的探讨[J].环境污染与防治, 2009, (11) :107-109.

同时脱硫脱硝技术 篇6

煤在燃烧过程中将化学能转化为热能为人类的生存和发展提供能量, 与此同时也产生了大量的污染物SO2、SO3、NOx、CO2、HCL、烟尘、粉尘、有害的微量元素和挥发性的有机化合物等等, 这些有害物质排放到大气中, 因其排放量巨大, 浓度极高, 当在环境中累积到一定浓度时, 就会严重地影响和破坏了人类赖以生存的环境和生态系统的平衡。事实证明大气污染已经对人们的生产、生活和人类的身体健康已经造成了直接的危害。据有关资料报导, 1936年美国洛杉矶因空气污染形成的的光化学烟雾事件, 导致当地居民发病率和死亡率急剧上升, 1952年煤烟型污染引发英国伦敦烟雾事件, 短短几天之内死亡4000余人, 据2004年《中国绿色国民经济核算研究报告》, 我国城市由于空气污染共造成近35.8万人死亡, 约64万呼吸和循环系统病人住院, 约25.6万新发慢性支气管炎病人, 造成的经济损失高达1527.4亿元[1]。而且中国以成为据欧洲和美国第三大酸雨区, 我们都深知酸雨和地球变暖严重地威胁着人类和地球上其他生物的生存。由此可见由燃煤所造成的环境污染已不是一个局部和地区性的环境问题, 而是关系到人类社会可持发展的全球性环境问题, 地球村的每一个国家和地区都需要高度重视人类面临的共同问题, 从各国的实际情况和能力出发确立共同目标, 极积组织、开展共同的行动, 做出积极的应对措施。控制有害气体的排放, 缓解和改善大气污染状况, 已成为全人类当今及未来相当长时期内的主要社会问题之一。大气污染治理的好坏是关系到人类社会能否持续、安全、稳定、健康和和协发展的重要的社会问题和民生问题。

1国内外同时脱硫脱硝技术现状

长期以来国内外对烟道气的治理技术和设备在很大程度上存在基建和运行费用高昂, 能耗高、系统复杂庞大, 占地面积大、腐蚀性严重、易造成二次污染等问题。为了改进和解决上述缺陷, 许多国家都对烟气高效率地同时脱硫脱硝或同时净化多种有害烟气的技术进行了研究和开发, 以使投资升值, 避免将来二次投资, 使一次投资升值, 到目前为止, 开发的烟气同时脱除方法也有几十种, 但大部分处在半工业化或实验阶段, 不能被推广应用和普及。现介绍几种主要的方法如下:

1.1烟气同时脱硫脱硝技术

1.1.1电子束氨法烟气脱硫脱硝技术[2]

电子束法的研究始于1970年, 源于日本, 这是一种烟气联合脱硫脱硝技术 (简称EA-FGD技术) 。电子束氨法烟气脱硫脱硝工业化技术 (简称CAEB-EPS技术) , 利用高能电子束 (0.8~1Me V) 辐照烟气, 使烟气中的N2/O2/水蒸气、CO2等主要成分发生辐射反应, 生成大量的离子、自由基、原子、电子和各种激发态的原子、分子等活性物质, 将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化成硫酸和硝酸, 这些酸再与事先注入反应器的氨发生反应, 最终生成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术。副产物收集装置收集产生的硫酸氨和硝酸氨微粒, 可作为农用肥料和工业原料使用。

1.1.2脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫脱硝技术

脉冲电晕等离子体技术 (PPCP) 是1986年日本专家增田闪一在电子束 (EBA) 技术的基础上提出的, 我国也是自20世纪80年代中期开始了电子束烟气净化技术的研究。在这项技术上也取得了国际领先研究成果, 但规模仅为12M3/H尚需扩大试验。

1.1.3氧化铜干法烟气脱硫脱硝技术

此法在20世纪80年代初由美国能源部匹兹促进能源技术中心 (PETC) 研究开发, 其原理是利用负载多于载体上的CUO与烟气中的SO2和O2反应生成CUSO4以达到脱硫的目的, 在NH3和O2存在的条件下, CUO、CUSO4又可做为催化NOx还原为N2的催化剂。

1.1.4湿式氨法典型脱硫、脱硝工艺

1.1.5活性炭吸附同时脱硫、脱硝技术

1.1.6 SOx氧化结合选择性催化还原除NOx一体化技术[3]

1.1.7再生式除SOx和NOx一体化技术

1.1.8在Na-γ-Al2O3上同时吸附SO2和NOx

1.1.9类水滑石复合氧化物除SOx和NOx一体化技术

1.1.10利用废弃的碳素物去除SOx和NOx的一体化技术

1.1.11用ZnO-Zn和ZnO粉脱除SO2和NOx的一体化技术

1.1.12 LILAC工艺[4]

Hokkaido电力公司和Mitsubishi重工业有限公司联合开发的。

1.1.13钙基吸附剂脱硫脱硝法[5]

1.1.14 CombiN OX工艺

1.1.15杂多酸脱除硫、NOx技术

研究表明, 钼硅酸可以脱除烟气中98%以上的SO2以及40%左右的NOx。

1.1.16尿素法脱硫、脱硝技术

此工艺最早是由俄罗斯门捷列夫化工学院等单位联合开发的, 可同时去除NOx和SO2。

1.1.17生物法同时脱硫、脱硝一体化技术[6,7,8]

烟气中有害的SO2、NOx、CO2、Hcl、一些有害元素和其它气体等往往同时存在, 而且脱硫和脱硝2个催化过程相互影响, 特别是在脱硝过程中, 由于SO2的存在, 往往使催化剂中毒。至使当前烟气脱硫、脱硝一体化技术还不够成熟, 虽然同时净化技术不少, 但由于众多的因素都没能工业化、市场化、商品化, 无法推广应用。然而随着人们研究的不断深入, 微生物法同时脱硫、脱硝技术所独有的优点使它脱颖而出, 逐渐受到广泛关注, 倍受人们的青睐, 成为当今人们研究烟气同时净化技术热点之一。

2微生物法同时脱硫脱硝技术

微生物法净化技术是利用微生物自身的生理机能和特殊功能特性, 对烟气中的有毒气体进行净化、去除。在净化废气时将有害物质转化成无害物质排放到大气中或者转化成人类生活所需的重要物质资源;将一部分废气通过俘获、降解等过程使其转化为自身的营养物质, 满足自身生长发育繁殖的需要。微生物法与常规的方法相比, 基本不需要高温、高压、催化剂等外在条件, 均在常温、常压下进行, 而且投资和运行费用低, 工艺流程简单, 系统管理、操作、维修方便, 基本无二次污染, 耗能低, 占地小, 但是目前国内外的微生物净化技术都还处于初期研究阶段, 这其中的因素是多方面的:是受微生物基础研究的限制, 由于微生物基础研究比较滞后, 导致对微生物自身发展和其功能特性认识不够, 严重制约了微生物净化技术的发展。到目前为止, 菌种的选择、培养、筛选还处在实验室阶段, 离工业化还有很大差距;是由于长期以来人们对微生物净化技术知识不足、认知不够, 研究起步晚, 致使微生物净化技术工艺与设备的研究比较滞后, 发展比较缓慢。到现在微生物法同时脱硫、脱硝技术没有成熟的技术装备, 处在实验阶段———在实验室中用玻璃棒作为填料塔, 通过事先筛选出来的脱硫、脱硝微生物经过挂膜成功后, 对在实验室用化学方法制取的SO2和NOx的混合气体进行净化, 来达到同时脱硫、脱硝的目的。经过多次实验证明微生物法同时脱硫、脱硝是可行的。但是由于微生物是有生命的, 它不断地生长、发育和繁殖而且还需要附着在载体上, 才能对烟气进行处理, 同时烟气的流速、分布均匀性, 传质性, 和微生物接触面积等等, 这些都需要科学合理地控制, 这就给净化装备在设计上, 技术上、结构上增添了难度系数, 到目前为止这些关键技术还没有攻克, 至此还没有工业上应用的装置。

各国的科研人员在这方面也作出了巨大的努力, 近些年来, 随着人类对微生物的关注和重视以及开展的大量研究工作, 一些能够净化烟气的新型的脱硫菌和脱氮菌不断地被发现:脱硫菌有 (东方脱硫肠状菌 (Desulfotomaculumorientis) 、脱硫脱硫弧菌 (Desulfovibriodesulfuricans) 、脱氮硫杆菌 (T.denitrificans) 、氧化亚铁硫杆菌 (T.ferrooxidans) 、氧化硫硫杆菌 (T.thiooxidans) 和排硫硫杆菌 (T.thloparus) 等) [9]、脱氮菌有异养硝化菌、好氧反硝化菌、自养硝化菌等等[10], 从上面可以看出有的脱硫菌同时具有脱硝的功能;有的好氧反硝化菌同时兼具异养硝化功能, 该菌自身可实现同步硝化反硝化, 即该菌可以独立完成生物脱氮的全部过程, 国内外的研究者对微生物挂膜载体也进行了大量的研究工作以及20世纪60年代开始迅速发展起来的固定化微生物新技术。这些研究成果都为烟气净化领域提供了展新的途径和空间, 为微生物在烟气治理领域的发展奠定了不可磨灭的基础, 提供了宝贵的资料。

3微生物法同时脱硫脱硝技术的发展前景及展望

21世纪将是发展、洁净、安全、环保和高效利用新能源时代, 因此研发出去除烟气中有害物质的无二次污染的有效方法对控制燃煤造成的大气污染问题具有非常重要的现实意义, 对人类社会经济的持续发展将产生深远影响。由于微生物法所具有的鲜明特点是其它净化烟气方法无可比拟的。因此微生物净化技术具有广泛的发展前景和市场空间, 会得到更广泛的推广应用。但微生物法同时脱硫、脱硝技术还存在许多的难题, 因此我们对微生物法同时脱硫、脱硝技术的研究仍然任重而道远, 因此今后研发和重点应放在:

3.1要开发脱

硫、脱硝、除碳以及去除烟气中有害的微量元素的多功能菌种或是多菌种的混合开发, 烟气中的有害的微量元素, 重金属等, 进入大气、水、土壤、生物圈而污染环境, 对人类社会的危害是非常巨大的, 微生物是不是能够吸收, 使其降解, 都是需要深入研究的, 在微生物净化中碳源是一个很重要的因素, 它选择的是否恰当, 也关系着净化率的高低, 而烟气中CO2与SO2、NOx等往往同时存在, 它正好可以充当碳源这一重要角色, 怎样充分、恰当、合理、科学地利用和去除CO2, 使得微生物能够同时净化多种有毒气体和有害的金属元素等等, 把微生物巨大的功能潜力挖掘出来, 还需要我们做大量的工作。

3.2要从微生物的生长繁殖的速度、生长的稳定性、净化效率和抗毒性能力等多方面着手

经过基因改良等科学技术手段使菌种的生理肌能适应各种生存环境, 使其功能特性适合烟气的物理化学特性, 筛选出或改良出生长速度快、吸收量大、去除率高、稳定生长适应各种突变环境的菌种。以及如何将已优化出的菌种工业化都是我们现在急需要解决的。要从载体的选择与研发入手:载体的优劣直接关系到微生物与其亲和力, 关系到挂膜的成败, 载体的表面积的大小关系到烟气和微生物接触面积的大小。载体必须具有抗毒性高、耐久性强和空隙大等特点, 微生物附着其上还要免受水流剪力的破坏作用等等。

3.3开发微生物净化烟气的新工艺新装备

此装置能够很好地解决由于微生物生长造成填料堵塞的问题, 此装置也能够很好地控制烟气流速, 增加烟气和微生物接触时间以及烟气向微生物表面的传质过程, 以此提高的微生物净化效率。

应高瞻远瞩, 从当前的实际情况出发, 开发展新的实用性强、技术新颖的无二次污染的生物工程烟气净化技术, 在现有技术基础上不断完善, 取得新的突破和进展, 为推动我国生态工业发展和循环经济建设添砖加瓦, 为全球大气环境的改善做出贡献。

摘要：本文对由燃煤所造成的巨大的破坏作用进行了概述;对同时脱硫脱硝工艺的研究进展进行了综述, 并着重介绍了微生物法同时脱硫、脱硝的研究概况, 并阐述了以后微生物法同时脱硫、脱硝的工作重点和展望。

关键词：大气污染的危害,SO2,NOx,CO2,同时脱硫、脱硝技术

参考文献

[1]张丽敬.大气污染怎样防治[N].中国环境报, 2009-01-04.

[2]高晋升, 鲁军, 王洁, 等.煤化工过程中的污染与控制[M].北京:化学工业出版社, 2010.5:213, 242.

[3]李清芳, 张建, 陆诗建, 等.烟气联合脱硫脱硝技术综述[J].广东化工, 2009, 36 (9) :115-116.

[4]候建鹏.固定源氮氧化物脱除技术的研究与应用[R].火电厂氮氧化控制排放技术研讨会, 2008.5.

[5]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 (05) :458-466.

[6]李晓旭.生物法同时脱除工业废气中SO2和NOx的初步研究[D].天津:天津大学化工学院, 2009-05-01.

[7]毛永杨, 王海玉, 孙佩石, 等.生物法同时脱除高温烟气中SO2和NOx的实验研究[J].云南大学学报, 2012 (02) :227-231.

[8]王恒颖, 孙佩石, 王洁, 等.微生物法处理SO2、NOx废气研究概要[C].中国环境科学学会学术年会优秀论文集, 2007:669-673.

[9]贡俊, 张肇铭.微生物法去除二氧化硫的研究进展[J].微生物学通报, 2004, 31 (03) :162-165.

燃煤电厂的除尘、脱硫、脱硝技术 篇7

煤炭是工业生产中必不可少的一项能源, 而且我国又是一个工业生产大国, 对于煤炭的依赖程度很高。伴随着经济的快速增长煤炭需求量日益增长, 由于煤炭在燃烧过程中时发出的大量粉尘、二氧化硫以及二氧化氮等有害气体对环境的污染也越来越严重, 并且严重危害到人们的身心健康。因此需要对煤炭燃烧时释放的气体进行净化和循环再利用, 经研究发现在燃煤电厂所排放的气体中粉尘、二氧化硫以及二氧化氮分别占总排放量的79%、89%和67%。其中在除尘方面使用最为广泛的除尘器是高性能机械除尘器、静电除尘器以及高性能阻挡式过滤器三种形式。

(1) 高性能机械除尘器是利用粉尘离心惯性力的差异性将其进行沉淀, 以达到除尘的目的。优点是设备建设成本低, 但是除尘效果仅限于粉尘粒度在5~10μm以上的粒子, 所以目前高性能机械除尘器适用于气体预处理阶段。

(2) 静电除尘器在高温高压环境下的除尘效率较高, 通常可以达到90%~99.6%。捕获粉尘的平均粒径为6μm, 现阶段我国采用的是3~5级静电场除尘, 能够达到较为理想的净化效果。

(3) 高性能阻挡式过滤器是用过滤的方式进行除尘, 目前主要有颗粒床过滤、金属网过滤以及陶瓷过滤三种。其中颗粒床过滤器的除尘效率高达99%, 压降4~8k Pa, 能过滤10μm以上的粒子, 但在高温环境下容易造成颗粒床阻塞;金属网过滤器是利用特殊金属纤维编织成过滤网, 除尘效果会受到材质的影响;陶瓷过滤器按照其结构形式可以分为纤维带式、织状、烛状、交叉流式。按照陶瓷材料又可以分为刚性陶瓷过滤器、柔性陶瓷过滤器。烛状、交叉流式以及蜂房式过滤器属于刚性陶瓷过滤器形态固定但是除尘效率可以达到99%, 适用于温度在260~1093℃、压力强在3.0~10MPa的高温高压条件。纤维带式和织状过滤器属柔性陶瓷过滤器可以改变形态, 袋式除尘器的效率高达99%以上, 能除去约95%的0.2μm的尘粒。

2 燃煤电厂的脱硫技术

燃煤电厂的脱硫技术根据煤炭燃烧的状态可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫以及燃烧后烟尘脱硫三个阶段。

2.1 燃烧前脱硫

在燃烧前主要通过物理法选煤的方式去除煤矿中硫分、灰分等杂质, 可以除去燃煤中60%的灰分和1/3~2/3的黄铁矿硫。

2.2 燃烧中脱硫

煤炭燃烧中的脱硫技术取决于燃烧锅炉的类型, 目前较常见的是循环流化床锅炉和层燃炉。其中由于湍流混合充分, 循环流化床锅的燃烧热效率可达85%~90%, 而层燃炉相对较低只有70%, 需要加入脱硫剂例如石灰石, 当钙硫比达2.0时, 脱硫率能够达到70%, 可以有效地控制二氧化硫的排放。目前循环流化床燃烧技术已经成为了解决高硫煤燃烧脱硫的主要技术手段。

2.3 燃烧后烟气脱硫

燃烧后烟气脱硫技术可以分为湿法、半干法以及干法三种形式。其中湿法较常见的是利用天然海水中的可溶性盐以及自带的碱性中和二氧化硫, 但是容易造成二次污染;半干法指喷雾干燥法烟气脱硫技术, 在反应室内喷入石灰浆吸收二氧化硫, 脱硫效果可达70%~95%;干法是指利用石灰石/石灰-石膏脱硫系统, 当烟气经过换热器温度降至120℃左右进入到脱硫反应室内, 然后与20%~30%的石灰粉浆料或者20%左右的石灰乳浊液进行反应生成亚硫酸钙, 最后再被氧化生成硫酸钙。采用碳酸钙为脱硫剂其脱硫效率一般在85%以上, 适用于二氧化硫浓度为中等偏低的烟气脱硫, 采用氢氧化钙为脱硫剂, 脱硫效率可达到95%以上, 适用于二氧化硫浓度较高的烟气脱硫。

3 燃煤电厂的脱硝技术

燃煤电厂脱硝技术通常都是伴随着脱硝技术同时进行的, 也分为燃烧前脱硝、燃烧中脱硝以及燃烧后烟尘脱硝三个阶段。其中燃烧前的脱硫脱硝都是在选煤的过程中完成的, 因此对燃烧中脱硝以及燃烧后烟尘脱硝进行重点研究。

3.1 燃烧中脱硝

在煤炭燃烧的过程中通过控制燃烧条件以及燃烧方式降低燃煤中的氮元素向氮化物转化的概率。对反应物以及燃烧温度进行调整时可以控制氮化物的生成, 例如控制氧气的浓度, 降低燃烧温度等, 但是在改变燃烧条件或者燃烧方式的同时也会降低煤炭的燃烧效率, 因此需要进行循环燃烧, 通常情况下循环比在10%~20%。

3.2 燃烧后烟气脱硫

对于烟气的脱硝方法可分为活性炭处理法、电子束处理法以及脉冲电晕等离子化学处理。活性炭处理是利用炭的吸附性吸收烟气中的氮化物;电子束处理是在石灰喷雾干燥器与布袋除尘器之间加装电子束装置, 当低温烟气进入到反应室, 通过电子束的照射使二氧化硫以及二氧化氮氧化生成硫酸、硝酸然后再被氨中和生成硫酸铵和硝酸铵;脉冲电晕等离子化学处理是用高压脉冲产生的电晕闪射流加速烟气中的电子与气体碰撞, 从而使二氧化硫以及二氧化氮转化成硫酸、硝酸然后再被氨中和生成硫酸铵和硝酸铵。

随着国家最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》的实施, 对于燃煤电厂的粉尘、二氧化硫以及二氧化氮的排放量有了更为严格的要求。而且在十二五规划纲要中, 也首次将氮化物列入了约束性指标体系, 具体要求在十二五期间减少10%, 同时指出在十二五期间, 要推进燃煤电厂等行业对粉尘、二氧化硫以及二氧化氮排放的综合治理, 强化除尘、脱硫、脱硝设施稳定运行, 努力使环境保护与工业生产走向和谐统一的发展道路。

4 结束语

综上所述, 燃煤电厂在发电的过程中会产生大量的工业粉尘和废气, 如果不对这些粉尘和气体进行净化处理直接排放到大气中不但浪费了硫、氮等资源, 而且会对空气造成严重的破坏, 使人们生存的环境质量因污染而下降。因此本文对燃煤电厂的除尘、脱硫以及脱硝技术进行了细致研究, 改良除尘、脱硫、脱硝设备, 提高粉尘的净化度以及氮和硫的利用率, 在解决能源利用问题的同时为最大限度的减轻环境的污染。

摘要：随着我国工业生产的不断发展, 对于电力以及其他能源的需求量与日俱增, 但是燃煤电厂在煤炭燃烧时释放出的大量粉尘、二氧化硫以及二氧化氮等气体严重污染了环境。因此本文对燃煤电厂的除尘、脱硫、脱硝技术进行探讨。

关键词：燃煤电厂,除尘,脱硫,脱硝

参考文献

[1]胡长兴.燃煤电站汞排放及活性炭稳定吸附机理研究[D].浙江大学, 2007.[1]胡长兴.燃煤电站汞排放及活性炭稳定吸附机理研究[D].浙江大学, 2007.

[2]曾克思.等离子脱硫脱硝反应器结构优化及反应动力学研究[D].南京航空航天大学, 2007.[2]曾克思.等离子脱硫脱硝反应器结构优化及反应动力学研究[D].南京航空航天大学, 2007.

[3]李虹.12000Nm～3烟气放电脱硫脱硝监控系统的设计[D].北京交通大学, 2007.[3]李虹.12000Nm～3烟气放电脱硫脱硝监控系统的设计[D].北京交通大学, 2007.

[4]代朝辉;孙丽萍.燃煤电厂烟气脱硫技术研究进展[J].现代制造技术与装备, 2007 (03) .[4]代朝辉;孙丽萍.燃煤电厂烟气脱硫技术研究进展[J].现代制造技术与装备, 2007 (03) .

燃煤烟气脱硫脱硝技术研究 篇8

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.

中小型锅炉脱硫脱硝技术简述 篇9

1 二氧化硫控制技术

中小锅炉脱硫技术可分为三类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫（烟气脱硫）。

1.1 燃烧前脱硫

燃烧前脱硫是指利用选煤技术降低煤中硫成分，煤的含硫量可降低40%[2]。选煤技术主要有物理法、化学法和微生物法。物理法是我国广泛采用的选煤技术，主要有跳汰选煤、重介质选煤和浮选等，物理法针对煤中的无机硫成分；化学法针对煤中的有机硫成分，主要有碱液法和其他氧化法；生物脱硫是利用微生物（氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌）将煤中硫分转化为硫酸盐。生物脱硫能去除煤中90%的黄铁矿和40%有机硫[3]。物理法和化学法需要消耗大量水资源，产生废水的较高浓度的悬浮物和COD。生物脱硫由于微生物繁殖速度有限，因而工业化程度较低。

1.2 燃烧中脱硫

燃烧中脱硫是指在煤燃烧过程中，将煤中的硫分转移到固体废物中，减少SO2的排放，主要技术方法有煤粉炉直接喷钙脱硫和型煤固硫。煤粉炉直接喷钙原理是在炉膛低温区域喷钙，吸收SO2，脱硫效率仅为30%～40%，脱硫效率有限，通常和尾部活化器增湿相结合，可使脱硫效率达到70%以上[4]。固硫技术是通过向煤中加入固硫剂（石灰石），煤燃烧生成的SO2与固硫剂反应生成硫酸盐而留在灰渣中，固硫技术的脱硫效率一般为40%～50%[5]。

1.3 燃烧后脱硫（烟气脱硫）

燃烧后脱硫即锅炉烟气脱硫，是当前主要的脱硫方法。烟气脱硫技术原理是利用吸收剂吸收除烟气中的二氧化硫，并使其转化为稳定的硫化合物。烟气脱硫技术按脱硫剂及脱硫反应产物的状态可分为湿法、干法及半干法三大类。其中湿法脱硫技术应用较为广泛，主要的湿法脱硫工艺有石灰/石灰石-石膏法、钠钙双碱法和氨法。

1.3.1 石灰/石灰石—石膏法

工艺原理：锅炉烟气经进口挡板进入增压风机，通过烟气换热器后进入吸收塔，洗涤脱硫后的烟气经除雾器除去带出的小液滴，再通过烟气换热器从烟囱排放，脱硫副产物经过旋流器、真空皮带脱水形成脱水石膏，脱水石膏含水率小于10%。

采用石灰或石灰石作为吸收剂时，湿法脱硫系统运行控制指标各不相同。

石灰/石灰石-石膏法是主流脱硫工艺，90%以上的锅炉烟气脱硫采用该工艺，脱硫效率大于95%，技术成熟，运行可靠性高，对煤种适应性强。我国石灰、石灰石资源丰富，吸收剂价格低廉，但是脱硫设备易腐蚀、结垢、堵塞，此外脱硫石膏资源化利用是当务之急，每脱出1tSO2，产生2.7t石膏混合物，据统计我国脱硫石膏的利用率不超过10%，脱硫石膏处理已成难题[8]。

1.3.2 钠钙双碱法

工艺原理：它首先用一种碱（通常是氢氧化钠或碳酸钠）溶液吸收二氧化硫，生成亚硫酸氢钠；然后在再生池内用石灰或石灰石将亚硫酸氢钠再生成亚硫酸钠，再生的吸收液循环再利用，而SO2以亚硫酸钙和石膏的形式析出。

钠钙双碱法最早在美国和日本得到应用，脱硫效率为90%以上[9]。石灰/石灰石-石膏法吸收二氧化硫，生成亚硫酸钙、硫酸钙的溶解度较小，容易结晶析出，容易造成吸收塔设备及管道的堵塞；双碱法采用钠基脱硫剂，其碱性强，生成的亚硫酸钠和硫酸钠的溶解度较大，相对于石灰/石灰石-石膏法，双碱法对设备的堵塞有较大改善。但是双碱法工艺较为复杂，设备占地面积大；由于氧化副反应生产的硫酸钠无法再生，需要不断补充钠基吸收剂，吸收剂的成本较高。

1.3.3 氨法脱硫

工艺原理：锅炉烟气进入吸收塔，含氨的吸收液吸收烟气中的SO2，脱硫后的净烟气经除雾按要求排放。吸收液吸收烟气中SO2后在氧化设施中被氧化成硫酸铵，所形成的硫酸铵溶液脱水干燥，产物为含水率小于5%的硫酸铵。

氨法脱硫为液气反应，接触面积大，脱硫效率高一般大于95%；脱硫装置的工艺简单，布置合理，占地面积小，与石灰/石灰石-石膏法脱硫技术相比，占地面积可节省50%以上[10]。副产物硫酸铵价值高，经济效益高；但设备腐蚀较为严重，脱硫剂氨水成本高，有足够低廉的废氨水来源的企业（化肥厂）适宜选择氨法脱硫；氨易挥发逃逸，形成气溶胶，对周边环境造成影响，尤其对钢结构建筑有较强的腐蚀。

综上所述，从脱硫率、使用原料、副产品及其用途等方面，对比石灰石-石膏法、双碱法和氨法的脱硫情况，结果如表2所示。

2 氮氧化物控制技术

目前，控制NOx排放的技术措施大体上可分为两类：一类是低NOx燃烧技术（炉内脱氮技术），依据NOx形成机理，改造锅炉，抑制NOx生成。另一类是烟气净化技术，将生成的NOx还原为N2，从而脱除烟气中NOx；常见的烟气净化技术主要有选择性非催化还原脱硝（SNCR）、选择性催化还原脱硝（SCR）、SNCR-SCR联合脱硝。

2.1 低氮燃烧技术

低氮燃烧技术主要有空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、烟气再循环技术。

空气分级燃烧的原理是将燃料燃烧分为2个阶段：第一阶段燃料在缺氧条件下燃烧，空气量为总燃烧空气量的70%～75%，降低NOx在该燃烧阶段的生成量；第二阶段，将剩余空气送入炉膛，与第一阶段烟气混合完全燃烧。该方法可使NOx的排放量减少15%～30%[12]。

燃料分级燃烧的原理将炉膛分为主燃区、再燃区和燃尽区，在主燃区送入80%～85%燃料，在过量空气系数大于1的条件下燃烧并生成NOx；在再燃区送入15%～20%燃料，使再燃烧区呈还原性气氛，将NOx还原成N2；在燃尽区送入空气，使再燃燃料完全燃烧。一般采用该方法可使的氮氧化物的排放浓度降低40%左右[13]。

烟气再循环技术是将空气预热器前的一部分低温烟气抽出，直接送入炉内，降低燃烧温度，降低氧气浓度，NOx生成受限。烟气再循环率为15%～20%,NOx减排效率约为25%[14]。

2.2 选择性非催化还原脱硝（SNCR)

工艺原理：SNCR技术，即选择性非催化还原法，是将氨水或尿素在一定的条件下与烟气混合，反应温度在800℃～1100℃，在不使用催化剂的情况下将NOx还原成为无毒的N2和H2O。当还原剂为氨（NH3）时，其发生的反应主要如下：

SNCR脱硝工程主要包括还原剂的储备与制备、输送、计量分配及喷射。SNCR技术是利用锅炉炉膛作为脱硝反应器，通过改造锅炉可实现此技术的利用，因此SNCR技术的建设周期较短、成本较低，适用于改造中小型锅炉，具有较好的经济性，但脱硝效率较低，实际运行结果表明，应用于大型电站锅炉的SNCR的NOx的还原率只有25%～40%[15]，可能造成较高的氨气逃逸率。

2.3 选择性催化还原脱硝（SCR)

工艺原理：利用还原剂在催化剂作用下有选择地与烟气中的NOx发生化学反应，生成氮气和水的方法。

SCR技术主要包括还原剂系统、催化反应系统、公用系统和辅助系统。SCR催化剂的主要成份为V2O5，催化剂类型可分为平板式、蜂窝式和波纹板型，反应温度为320℃～400℃，催化剂分层布置，一般为2～4层[16]。烟气中颗粒物、碱金属（钾、钠）和砷会导致催化剂活性降低。SCR是一种高效脱硝技术，脱硫效率为70%～90%，但整套SCR系统压力损失较大，约1000Pa[17]，增加能耗，该技术投资、运行成本较高。低氮燃烧、SNCR、SCR技术比较。

2.4 SNCR/SCR联合脱硝

SNCR/SCR联合脱硝是锅炉烟气首先经过SNCR工艺脱除部分NOx,SCR利用SNCR工艺逃逸的还原剂进一步脱除NOx，减少了SCR技术的喷射系统。单一的SNCR脱硝技术（脱硝效率一般为25%～40%）难于满足现有的排放标准，而单一的SCR脱硝技术采用较多的催化剂，且设备复杂，投资和运行费用高，不适用于中小型的燃煤锅炉。由于该技术在炉膛上部和锅炉尾部进行氮化物的二次脱除，其脱硝效果远远大于单纯地采用SCR技术，脱硝效率大于80%[18]，且投资成本、运行成本更低，SNCR/SCR联合脱硝技术适合应用在无法加装大量催化剂的中小型锅炉。

3 结语

锅炉燃烧前脱硫和燃烧中脱硫的脱硫效率有限，面对国家日趋严格的环保标准，当前中小锅炉脱硫技术主要考虑烟气脱硫，而烟气脱硫技术中以湿法脱硫应用较为广泛，因为湿法脱硫工艺是目前较为成熟可靠的烟气脱硫技术，脱硫效率较高，能够有效吸收烟气中二氧化硫，使烟气达标排放。但如何有效对湿法脱硫副产物的进行资源化利用，是湿法脱硫技术亟待解决的问题，以石灰/石灰石-石膏法为例，2010年，我国每年排出脱硫石膏1500×104t[19]。大量的副产物仍然以露天堆放为主，不仅占用土地资源，还会对环境造成二次污染。

低氮燃烧技术对NOx的产生进行源头控制，并且投资省，系统复杂性低，是最为经济的脱硝方式，在我国很大一部分锅炉燃烧器都进行了低氮燃烧技术改造，但低氮燃烧技术脱硝效率有限，为了确保锅炉烟气中NOx达标排放，低氮燃烧技术通常与SNCR或SCR技术联合应用。SCR技术投资成本高、占地面积大，在大型发电机组应用广泛；SNCR技术是一种建设周期短、投资少、脱硝效率中等的烟气脱硝技术，它比较适合于对中小型电厂锅炉的改造，SNCR技术和其他脱硝技术的联合应用可在较低投资成本下进一步降低NOx的排放。例如针对无法加装大量催化剂的中小型锅炉，SNCR/SCR技术具备较好的应用前景。

我国将在相当长的时间内，仍以煤为主要能源，我国大型发电机组均以装备脱硫脱硝设备，当前控制中小锅炉烟气污染已是必然趋势，中小锅炉应根据自身实际情况出发，因地制宜，采用有效适宜的脱硫脱硝技术，实现二氧化硫和氮氧化物的减排，这将对改善我国大气环境质量和减少酸雨危害起到关键作用。

摘要：近年来,SO2和NOx被纳入大气污染物总量控制指标,国家环境保护部颁布《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014,排放标准日趋严格。随着大型火电厂已装备脱硫脱硝设备,削减中小型锅炉的SO2和NOx的排放量已是刻不容缓。通过概述中小型锅炉脱硫脱硝技术及现状,对比中小型锅炉脱硫脱硝工艺,对脱硫脱硝工艺中存在问题提出了建议,为中小型锅炉SO2和NOx治理提供技术参考。