烟气脱硫脱硝环保设备

烟气脱硫脱硝环保设备（精选9篇）

烟气脱硫脱硝环保设备 篇1

1 环保设备生产的背景和意义

我国经济发展速度十分迅速, 很大一部分是由于我国国内重工业和其他产业的发展, 使得综合国力迅速增强, 但是带来的后果就是环境破坏力大, 特别是我国有些地区由于大量的燃煤、大量的排放有害气体等造成了环境污染, 同时形成大气污染和酸雨等, 给当地的生态环境和居民生产生活带来很大的危害, 如果这种情况不加以控制的话便很容易扩展到周边地区, 因此环境问题将会扩大延伸至整个地区, 所以我国环境问题十分严峻。而中国是发展中国家, 在未来的几十年内煤炭等仍然是主要的燃料, 煤炭燃烧后产生的二氧化硫、氮氧化物等对人体和生态环境都会造成破坏, 因此如何改善我国环境问题成为我国人民关心的问题, 生活需要继续, 生产也不能停止 (小部分停止只会治标不治本) 的情况下就需要对环保设备进行研发改进, 在一定程度上对我国的环境问题进行控制、改善, 以这种方式来对环保贡献一份自己的力量。

2 生产环保设备的准备工作

环保设备的生产问题需要从多个方面进行分析研究, 文章主要引入一个技术经济评价的概念, 以此来分析对环保设备的生产问题。技术经济评价是指对投资方案的经济效益进行计算、分析和评价, 从而选择技术上可行、经济上合理的最优方案, 这种策略主要是根据自身经济情况来选择最优技术的使用问题, 在经济支持力度不变的情况下, 如何合理利用技术来获得最大的经济效益, 这是企业以及相关人员需要研究的。

而技术经济评价包括财务评价和国民经济评价两方面:财务评价是按照企业的角度分析技术投资项目的可行性, 并且对技术投资项目所需要的资金、科研力量等进行分析集结;国民经济评价是以国家作为一个视角来判断投资项目的需要性, 分析该项目对社会对人民的影响, 从而综合各个方面的因素来确认是否进行投资。其实两者无论是企业还是国家, 都应做出合理的投资。企业的任何一项活动都是以获得利润为最终目的, 对环保产业的投资依然可以获利, 两者并不矛盾, 这就促使很多企业开始涉足于环保产业, 在企业需要资金或者技术支持时可以向国家提出支援或者国家提供经济优惠措施的补助, 在企业活跃于环保产业时, 国家更应该为人民更好的生存采取措施, 国家掌握着大量的资金、技术、资源等众多优势, 同时国家和企业两者联合对我国环保事业的发展将会起到良好的促进作用。

3 环保设备的生产研究策略

3.1 产品市场供应预测情况

近年来环保产业的发展使得环保机械制造业遇到了良好的发展机遇, 由于机械业是环保产业的主体, 主要包括大气污染的治理设备、水污染的治理设备、垃圾的处理设备等, 环保机械作为一个新兴机械行业, 给我国机械产业带来了巨大的吸引力和活力, 同时也是我国机械工业化产业结构调整中重点发展的领域, 这项政策使得我国环保产业如雨后春笋般增长了很多, 同时经过十多年的发展, 机械产品的性能、构造、质量等都有了很大的进步, 随着全国实施“资源节约型、环境友好型”方针的推行, 包括国家鼓励生产、鼓励消费政策的推行使得一些企业开始遵循可持续发展战略, 积极开发引进新能源, 为环保产业又注入了新的活力, 也为机械制造业提供了巨大的环保市场。据有关数据表明我国十一五环境投资占GDP的百分比例将达到1.4至1.5左右, 同时随着时间的推进, 我国在环保产业的投资越来越多, 可以预测随着环保产业的飞速发展, 将会产生更多的环保产业, 环保设备的产量也会随之增多。

3.2 环保产品的市场需求分析

我国环境问题十分严峻, 除了工业方面大量产生二氧化硫等有毒气体, 市民居家生活的燃煤量也有增无减, 特别是北方在进入冬季时, 对煤炭的需求量更是巨大, 所以环保设备的市场需求应该是巨大的。同时环保设备作为一种商品, 除了商品的固有属性之外, 该设备还具有独特性, 即设备的使用价值更偏向于政府, 不属于普通老百姓的自由采购用品, 也不属于治理污染的用户自由采购的商品, 更多的是属于政府和企业对环保措施的一种使用, 主要市场是政府和企业, 政府用于对区域性地区有针对性的进行治理, 比如北上广的大气治理、广州的酸雨治理等, 而企业更多的是针对于企业内部污染源的治理, 比如重工业基地需要对排出的二氧化硫、氮氧化物等气体进行脱除减污, 以达到国家标准排放程度。

由于我国工业农业结构的特定性使得我国的大气污染以煤烟型污染为主, 包括烟尘、工业粉尘、二氧化硫、氮氧化物等, 根据这些污染可以看出主要来源于工业和火电、水泥、冶金行业, 而大气环保设备行业作为控制大气污染的主力, 其需求主要取决于国家的政策法规的颁布, 具体包括大气污染的排放标准、排污收费标准以及国家制定的减排目标等一系列政策, 除了国家, 地方各级政府和有关环保部门也积极推动环保措施的实施, 这些措施都推动了大气污染防治设备的生产。产品的目标市场和价格预测分析如下:目标市场主要以国内市场为主, 同时兼具各个重工业、水泥行业、冶金行业等诸多领域, 在抓住政府这个大型消费者的基础上, 把市场扩向企业、私人厂家等领域, 从而在保护环境的同时也获得了利润, 增加了综合效益。市场价格的预测是根据产品的性能、生产成本和经济效益等多方面来进行定义, 从国内外市场来看, 环保产品是有市场吸引力的, 是符合现代理念的。

3.3 产品生产的技术规模

产品的技术问题关系到环保的力度、成效, 脱硫脱硝设备的生产在设计上推行精益生产理念, 细化规范到车间的物流系统, 以“节约生产成本, 获取最大效益”为目标, 在节约成本的基础上同时获取最大的经济效益与社会效益, 同时在工艺方案的制定和设备选型方面选择与国内市场相适应、符合企业生产规模的产品, 针对环保这一理念设计生产出高质量、低价格、高水平的环保产品, 同时在环保方面国家会进行资金和技术上的支持, 甚至会从外国引进先进技术来对大型环保设备生产企业进行指导, 力求为我国环保事业做出贡献, 除此之外企业还应根据企业自身情况对设备外形的设计、开发、制造等做出相应的调整, 来满足市场需求。

3.4 产品生产的优势

环保产品的生产需要考虑资金、技术、市场等因素, 但是由于环保产品的特有优势, 环保行业更容易获得市场更容易被市场所接受。因为新环保法的颁布与实施, 使得对企业的排放标准更为严格, 同时鼓励洁净生产就使得国家更加重视环保行业, 加之政府近年来加大了对电力企业的投资, 以及一些重工业由于技术的改进便又扩大生产, 这样使得排放的有毒气体总量增多, 也会引起环保设备的使用增多, 我国环保意识提高, 且我国经济持续稳定发展, 使得企业的生存环境良好, 这一系列现象都表明环保设备发挥了巨大作用, 企业和国家仍然会加大对环保设备的关注和投资。

4 结束语

环保作为目前我国迫切改进提高的问题一直被关注, 同时我国环保事业虽然取得了一系列成就, 但是依然需要对某些阶段进行革新, 所以环保这条路还需要继续研究和探讨。

参考文献

[1]方朝君, 闫长峰, 余美玲.同时脱硫脱硝技术的应用与发展现状[J].化工进展, 2010 (增刊卷) :361-364.

[2]段三良.燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术经济分析[D].华北电力大学, 2010.

烟气脱硫脱硝环保设备 篇2

烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究

简要介绍了几种烟气同时脱硫、脱硝一体化技术.从反应原理、工艺特点和工业化进展等方面,对几种同时脱硫、脱硝一体化技术研究进展进行综述,并根据目前研究情况对下一阶段的工作提出了建议.

作 者：柏源 李忠华 薛建明 王小明 作者单位：国电环境保护研究院,江苏,南京,210031刊 名：电力科技与环保英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：26(3)分类号：X701.7关键词：火电厂 烟气 脱硫脱硝 一体化

烟气脱硫脱硝环保设备 篇3

改革开放以来，我国的经济得到了快速的发展，煤炭能源在我国的经济发展和社会发展过程中占有重要的地位，而且，随着经济的快速发展，我国的煤炭能源使用也在不断增多。每年有12万余吨的煤炭直接用于燃烧，这其中火电厂企业便是主要的煤炭消耗企业之一，煤炭的使用量一直处于增长的趋势，而煤炭在燃烧的过程中会排放出大量的污染物，这些污染物包括氮氧化物、二氧化硫及烟粉尘等都是污染非常严重的物质，这些污染物会对当地的环境造成很大的影响，甚至有一些地区会产生酸雨，对当地人们的生产和生活造成了非常大的不利影响。

氮氧化物作为主要的大气污染物之一，它自身是一种一次污染物，同时它会参加大气光化学反应进行二次污染，其中一次污染过程会对人体健康造成较大的危害，而在二次污染过程中氮氧化物会参加大气光化学反应产生酸雨、灰霾和臭氧等二次污染物。而火电厂锅炉作为氮氧化物等污染物的主要排放源之一，对火电厂锅炉采取脱硫脱硝及烟气除尘技术对煤炭资源进行处理是非常必要的，这样做既可以保证火电厂企业的发展，同时也能保证生态环境的可持续发展，保证人们的正常生活及身体健康。

脱硝技术在火电厂锅炉中的发展

从目前火电厂锅炉的生产及治理情况来看，脱硝技术在火电厂锅炉的生产过程中得到了较为广泛的应用。这种技术的脱硝方式分为两种来进行。这两种方式分别为低氮燃烧技术和SCR烟气脱硝技术。这两种方式可以保证它们能够进行充分燃烧，这是它们在火电厂锅炉被采用的主要原因之一，其次它们还可以促使更多的火电厂脱硝功能，并且火电厂锅炉内部的压力也得以提高。现在SNCR烟气脱硝技术也可以被采用到进行脱硝，针对的是锅炉内部的烟气。将尿素即还原剂放置在烟气中经过化学反应生成水和氮气，而在这个化学反应过程中，温度会非常高，在300℃一400～（2之间，这就是这种技术的施工工艺。在这种施工工艺中会提高烟气脱硝的效率，大概会有60-90%的上升比例，并且炉膛是这种SNCR烟气脱硝技术的反应器，脱硝还原剂会在炉膛达到850-1100℃的温度时分解出氮气，并在炉膛内部反应生成一氧化氮，与此同时，SNCR会与其发生化学反应生成氮气。其次，这种技术的脱硝效率在20-50%之间，效率并不是很高，而这种情况下会产生一氧化二氮，这种污染物排放到大气中会严重影响臭氧的生成。虽然SNCR/SCR联合烟气脱硝技术的脱硝效率在60-80%，但是它的系统比较复杂，在实际的生产过程中还是不经常被采用的。

脱硫技术在火电厂锅炉的发展

石灰石或者石膏湿法脱硫技术是常用的脱硫技术。但是对于重点技术在吸收塔的火电厂来说，吸收塔有很多种型号、吸收塔样式有很大的不同，以上几点都会使这种脱硫技术的有很大不同的效果。一般情况下，吸收塔有填料塔、液柱塔、喷淋吸收塔和鼓泡塔四种类型。第一种是填料塔，填料塔内部有固定的填料，在这种填料层表面，可以使浆液流下，炉内的烟气会与其发生融合反应，这样就可以将脱硫过程完成，但是这种方式有一定的缺点，就是堵塞的情况会比较容易发生，而且操作也比较少。第二种是液柱塔，液柱塔是通过烟气，使它们与气、液进行融合，使传质的完成更加充分，可以将脱硫过程完成，但是同样这种方式也有一定的缺点，在生产过程中会造成较多的脱硫损失。第三种是喷淋吸收塔，这种喷淋吸收塔是目前脱硫技术中应用比较广泛的一种，因为炉内的烟气是通过自上而下的方式进行运动，喷淋吸收塔可以更加充分的吸收烟气，因为它是进行向下喷射的喇叭状装置，这种装置会进行垂直向下喷射或者以一定角度向下喷射。虽然它相较于前两种在结构和造价上都有优势，但是烟气分布不均匀是它的一个缺点。第四种是鼓泡塔，这种鼓泡塔的烟气会被石灰石压在下面，这样烟气就可与浆液进行融合，融合过程之后会产生鼓泡，这样的脱硫效果比较好，也有比较高的效率，但同样也有缺点，就是它的结构会比较复杂，而且会产生比较大的阻力。

烟气除尘技术在火电厂锅炉的发展

火电厂烟气除尘技术，效率比较高的还是电除尘技术，旋转电极的方式在电除尘技术中是比较经常被采用的方式，在这种方式中的旋转电极电场中，回转的阳极板和旋转的清灰刷是在这种电场中阳极部分采用的方式。反电晕厚度是烟尘厚度的一个极限值，当达到这个极限值时，这种技术就可以将彻底清除上面积累的灰尘，并且二次烟尘的情况不会发生，因此，这种除尘技术效果比较好，而且也会降低烟尘的排放浓度。此外，有一些火电厂的粉尘排放标准会相对定的比较高，这种情况下，增加湿式静电除尘器是很有必要的，由于电负离子可以被烟气中的粉尘颗粒吸附，所以吸附积尘比较适合的方式就是湿式静电除尘器，这种湿式静电除尘器的效率可以达到70%，相对于千式电除尘器效率更高。

关于火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘控制技术一体化的建议

关于火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化的必要性。火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化的开发有一定的必要性，主要原因如下：

二氧化硫和氮氧化物都属于酸性氧化物的种类，脱硫脱硝同时进行在理论上是可行的。目前安装烟气脱硫设施在我国的火电厂是基本具备的设施，如果可以开发出火电厂脱硫脱硝协同控制技术，将其与现有的脱硫技术相结合，脱硝技术的改造成本会有很大程度的降低。

目前我国使用的脱硫技术和脱硝技术都有其不足之处，比如上文所说的SNCR会与其发生化学反应生成氮气，效率并不是很高，而这种情况下会产生一氧化二氮，这种污染物排放到大气中会严重影响臭氧的生成。SNCR/SCR联合烟气脱硝技术的系统比较复杂，在实际的生产过程中还是不经常被采用的。

目前火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘系统技术都具有比较紧凑的结构，也具有比较低的投资和运行费用，也很方便运行管理，这种技术是非常符合我国目前火电厂锅炉情况的，大规模推广是可以进行的。

火电厂脱硫脱硝及烟气除尘协同控制技术研究。在火电厂锅炉中，煤炭燃烧技术可以在脱硫技术的时候与烟气脱硝技术相结合，这样在成本和能源上都可以有一定的节约作用。在脱硫技术过程中，可以采用省煤器进行分段，并且，锅炉有高负荷和低负荷等不同状态，在低负荷状态的时候，有一些区域的温度是催化剂的活化反应温度可以被满足的，可以把脱硝设置在这种区域增设，这样也可以达到节能的需求。在脱硝技术过程中，可以采用两种吸收塔相结合的技术进行控制，比较推荐的一种结合方式就是液柱塔+喷淋吸收塔双塔结合的方式，液柱塔由于可以出去除烟气中70%左右的二氧化硫，因此可以作为前塔，在前塔吸收完之后进入到逆流喷淋吸收塔，这样可以将剩余的二氧化硫进一步脱除，这样经过双塔处理之后的气体就可以达到排放标准，脱硫效率最高可以达到98.5%；同时在除尘技术上，可以采用千式旋转电机除尘器和湿式除尘器结合使用的方式进行除尘，千式旋转电机除尘器放在脱硫前使用，湿式除尘器放在脱硫后使用，与此同时热量回收装置也可以安装在烟气系统中，这样除尘效率也可以得到提高。

总而言之考虑到火电厂的成本、技术和设施等方面，为了使火电厂可以更好更快地发展，并且可以满足严苛的环保要求，火电厂锅炉脱硫脱硝技术以及烟气除尘技术应该实现一体化。

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.

烟气同步脱硫脱硝研究进展 篇5

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。

烟气脱硫脱硝环保设备 篇6

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进展 篇7

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.

探讨电厂烟气治理及脱硫脱硝技术 篇8

关键词：电厂,烟气治理,脱硫脱硝

燃煤电厂在发电的过程中, 对大气环境的污染非常严重, 特别是燃煤锅炉的烟气, 它排放出的烟尘和氮氧化合物是我国重要的工业污染源, 会导致酸雨或者光化学烟雾的形成, 给经济发展带来很大的损失, 同时严重影响人们身体健康, 必须加以治理。治理的关键是减少氮氧化合物和二氧化硫的排放, 所以烟气的脱硫脱硝技术显得至关重要, 必须加强改进脱硫脱硝技术, 提高环境污染的治理措施, 缓解大气污染。

1电厂烟气的特点及危害

火电厂在发电的过程中锅炉燃烧产生大量的烟气, 这些烟气中含有很多的有害气体, 比如二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氯化物、氟化物等。污染物排放的比重与矿物质中物质的构成有着密切的联系, 另外烟气的排放量根据锅炉设备的不同而存在差别, 锅炉排放的烟气温度高, 一般在1200摄氏度以上, 污染物的浓度比较低, 所以在气态物质回收放慢的难度比较大。点成烟气与一定的温度和湿度, 烟气高出环境空气很多, 而且电厂一般使用高烟筒排放, 所以烟气的扩散范围广, 烟气中的二氧化硫的转化是一个缓慢的过程, 传输距离比较远, 对大气环境有深远的影响。

电厂燃气中的有害物质不仅危害人类身体健康, 而且会影响我国工农业生产, 影响我国经济的发展。有些电厂周围的农村, 农作物出现异常, 比如在白菜包心、棉花吐絮的时节, 大量的烟尘造成农作物减产, 电厂因此要支付大量的赔款。另外对于电厂自身来说, 大量的烟气排放, 加剧引风机的磨损, 严重影响机组的发电与安全。

2电厂烟气治理的有效措施

电厂烟气严重影响人类的生存环境, 所以必须采取有效的治理措施, 缓减环境污染的问题, 提高生态环境的质量。具体的措施应该用全面的、发展的、长远的、综合的眼光看待治理问题, 在治理污染的同时做好预防措施, 科学、合理的利用各种资源, 实现资源的可持续发展, 提高生态环境质量。

2.1推广除尘设备

除尘设备是燃煤电厂最直接的治理燃气的方法, 比较常用的除尘设备有旋转式除尘器、电除尘器等, 其中电除尘器的应用成本比较低, 而且效率高, 所以, 电厂应该大力推广使用电除尘器进行除尘。

2.2改进技术

推广除尘设备只是电厂治理烟气污染的权宜之计, 根本的方法还要提高治理烟气的技术, 利用科学的技术, 有效的除去烟气中的有害物质, 才能较好的缓解环境污染问题。所以, 电厂要积极关注治理废气的新技术, 加大技术的投资, 不断完善、改进落后的技术, 尽量采用废弃治理技术和洁净煤技术进行处理, 将全面利用能源与防治电气污染相结合, 做到应用科技手段, 切实解决电气污染问题。

2.3积极开发绿色新型能源

推广设备、改进技术都是治理污染的有效措施, 但是要想彻底的治理电气污染, 就要找到一种无污染的新型能源代替煤燃烧, 彻底解决煤气燃烧带来的大气污染问题。新能源的开发是一个缓慢的过程, 在寻找新能源的过程中, 我们要积极推行能源节约, 降低能源的消耗, 提高能源经济效益, 使环境保护与经济建设相协调。同时严格控制污染源, 做好污染的预防工作, 积极开发节能、绿色能源, 提高环境效益。

3烟气脱硫脱硝技术

电厂的污染比较大, 烟气中含量比较多的有害物质是二氧化硫等氮氧化合物, 所以电厂控制污染的措施主要是控制二氧化硫的含量。控制二氧化硫的方法有很多, 烟气脱硫和燃烧脱硝是两种比较常用的方法, 在电厂中应用比较广泛, 能够有效的减少燃气中的有害气体的排放, 缓解电厂发电带来的大气污染问题。

3.1脱硫技术

脱硫技术有三个关键处理点, 燃烧前、中、后, 燃烧前采用物理性脱硫, 脱硫的主要对象是煤炭中的矿物硫成分, 利用磁特性减少煤炭中硫元素的含量;燃烧中采用化学方法进行脱硫, 在煤炭高温燃烧时, 添加固硫剂成分, 是它与煤炭燃烧中的产生的含硫化合物发生反应, 生成固体硫酸盐, 硫酸盐会随炉内残渣排除;燃烧后采用FG D脱硫方法, 这是防止二氧化硫排放到空气中的最后一道关卡, 可以采用湿法、半干法或者干法进行脱硫。其中湿法脱硫一般选用强碱性溶液作为二氧化硫的吸收皿, 再结合石膏辅助吸硫, 产生强烈的吸硫效果, 这种方法的吸硫作用比较大, 被广泛应用于燃煤电厂中, 尤其适合用于低、中、高硫煤。半干法脱硫使用的是碱性粉末, 主要通过高温蒸发, 生成固态粉末。它的脱硫效果没有湿法脱硫那么强, 但是设备、运行、维修均比较简单, 也颇受电厂的欢迎。还有一种是干法脱硫, 它主要通过选取颗粒状或者粉状的吸收剂, 利用催化反映, 减少二氧化硫的排放。此方法反应慢, 比较耗时, 但是操作简单, 成本低, 也被广泛应用于除硫工作中。

3.2脱硝技术

脱硝技术主要是减少烟气中的氮氧化合物, 主要方法是从燃烧的过程中减少氮氧化合物的生成, 另外还有对燃烧后氮氧化合物的生成。首先减少氮氧化合物的生成可以从减少锅炉内氧气的密度出发, 减少煤气在高温环境下的时间。具体的方法可以采用溶液内反应、催化还原反应以及粉末吸附等方法, 方法过程和原理与脱硫类似。粉末吸附要选择具有良好吸附功能的物质, 比如活性炭;溶液内反应与脱硫类似, 选用强碱性溶液;催化还原可以选择N元素的化合价元素, 使有害的氮氧化合物变成无公害的。另外还有一种电子束处理技术, 这样技术主要是利用含有电子能量的800M e V-1M e V的电子束照射烟气, 通过这种方法将烟气中的二氧化硫和转化为硝硫铵和硫酸铵。这种技术有比较广泛的发展前景, 已经开始走向工业化, 现已经被很多企业采用。

3.3脱脂脱硫技术的发展趋势

随着科技的发展, 我国对烟气脱硫脱脂技术研究会更加深入。目前我国的脱脂脱硫技术仍然以干法为主, 未来可能会加大对脱硫脱硝湿法的研究, 更加关注降低成本、减少风险、提高效益的脱硫脱硝技术。总之, 这些脱硫脱硝技术方法中, 无论哪一种研究、开发、利用, 都要考虑电厂自身的实际情况, 结合我国的国情, 注重研究效率高、能耗低、操作简单、成本低的脱硫脱硝技术, 创造一条可持续发展的道路。

4结语

电厂在燃煤发电过程中会产生大量的废烟、废气, 造成大气污染, 严重影响我国经济的发展。所以, 电厂要采取有效的治理措施, 减少排污量, 提高技术管理水平, 积极寻找节能、绿色环保的新能源代替煤炭资源的燃烧。同时努力改进脱硫脱硝技术, 减少排放到大气中的碳氧有害物质, 实现环境保护与经济发展和谐共处的局面。

参考文献

[1]王善波.燃煤电厂烟气脱硫脱硝及治理策略[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2014 (5) :149-150.

[2]王磊.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技与创新, 2014 (10) :153-154.

[3]王喜军.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技传播, 2013 (14) :175-176.

烟气脱硫脱硝环保设备 篇9

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