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              干法煙氣脫硫脫硝一體化技術

              當今國內外廣泛使用的脫硫脫硝一體化技術主要是wet-fgd+scr/sncr組合技術就是濕式煙氣脫硫和選擇性催化還原(scr)或選擇性非催化還原(sncr)技術脫硝組合。濕式煙氣脫硫常用的是采用石灰或石灰石的鈣法脫硫效率大于90%其缺點是工程龐大初投資和運行費用高且容易形成二次污染。濕法煙氣同時脫硫脫硝工藝通常在氣/液段將no氧化成no2或者通過加入添加劑來提高no的溶解度。濕式同時脫硫脫硝的方法目前大多處于研究階段包括氧化法和濕式絡合法。干法煙氣脫硫脫硝一體化技術包括四個方面:固相吸收/再生法、氣/固催化同時脫硫脫硝技術、吸收劑噴射法以及高能電子活化氧化法。下面詳細介紹下干法煙氣脫硫脫硝一體化技術。


              (一)固體吸附/再生法


              碳質材料吸附法

              根據吸附材料的不同又可分為活性炭吸附法和活性焦吸附法兩種其脫硫脫硝原理基本相同;钚蕴课椒ㄕ麄脫硫脫硝工藝流程分兩部分:吸附塔和再生塔。而活性焦吸附法只有一個吸附塔塔分兩層上層脫硝,SKF振動分析儀國產替代下層脫硫活性焦在塔內上下移動煙氣橫向流過塔。該方法的主要優點有:

              ①具有很高的脫硫率(98%)和低溫(100~200℃)條件下較高的脫硝率(80%);

              ②處理后的煙氣排放前不需加熱;

              ③不使用水沒有二次污染;

              ④吸附劑來源廣泛不存在中毒問題只需補充消耗掉的部分;

              ⑤能去除濕法難去除的so2;

              ⑥能去除廢氣中的hf、hcl、砷、汞等污染物是深度處理技術;

              ⑦具有除塵功能出口排塵濃度小于10mg/m3;

              ⑧可以回收副產品如:高純硫磺、濃硫酸、液態so2、化學肥料等;

              ⑨建設費用低運轉費用經濟占地面積小。

              日本的i. mochida提出了一種新的活性炭纖維脫硫脫硝技術。該技術是將活性炭制成直徑20μm左右的纖維狀極大地增大了吸附面積提高了吸附和催化能力。經過發展現在該技術脫硫脫硝率可達90%。

              近年來有人將活性炭吸附和微波技術結合起來提出了微波誘導催化還原脫硫脫硝技術。該技術用活性炭作為氮氧化物載體利用微波能誘導可實現脫硫脫硝率達到90%以上。


              no×so法

              美國的no×so公司在1982年開始進行活性氧化鋁吸附法脫硫脫硝技術的研究。該法的吸附劑是以r-氧化鋁為載體用堿或堿成分鹽的溶液噴涂載體然后將浸泡過的吸附劑加熱、干燥去除殘余水分而制成。吸附劑吸附飽和后可以再生再生過程是將吸附飽和的吸附劑送入加熱器,超聲波探傷儀在溫度600℃左右加熱使得nox被釋放然后將nox循環送回鍋爐的燃燒器中。在燃燒器中nox的濃度達到一個穩定狀態且形成一個化學平衡。這樣就不會再生成nox而只能是n2從而抑制nox生成。在再生器中加入還原氣體就會產生高濃度的so2、h2s混合氣體利用克勞斯法可以進行硫磺的回收。


              cuo吸附法

              cuo吸附脫硫脫硝工藝法采用cuo/al2o3或cuo/sio2作吸附劑(cuo含量通常在4%-6%)進行脫硫脫硝整個反應分兩步:

              1)在吸附器中:在300℃~450℃的溫度范圍內吸附劑與二氧化硫反應生成cuso4;由于cuo和生成的cuso4對nh3還原氮氧化物有很高的催化活性結合scr法進行脫硝。

              2)在再生器中:吸附劑吸收飽和后生成的cuso4被送到再生器中再生再生過程一般用h2或ch4對cuso4進行還原再生出的二氧化硫可通過claus裝置進行回收制酸;還原得到的金屬銅或cu2s在吸附劑處理器中用煙氣或空氣氧化成cuo生成的cuo又重新用于吸收還原過程。該工藝能達到90%以上的二氧化硫脫除率和75%~80%的氮氧化物脫除率。

              cuo吸附法反應溫度要求高需加熱裝置并且吸附劑的制各成本較高。近年來隨著研究的進展出現了將活性焦/炭(ac)與cuo結合的方法。二者結合后可制各出活性溫度適宜的催化吸收劑克服了ac使用溫度偏低和cuo/al2o3活性溫度偏高的缺點。劉守軍[8]等人研究了用cuo/ac低溫脫除煙氣中的so2和nox新型cuo/ac催化劑在煙氣溫度120~250℃下具有較高的脫硫和脫硝活性明顯高于同溫下ac和cuo/al2o3的脫除活性。


              pahlman法

              美國enviroscrub technologies公司開發了一種新工藝—pahlman工藝采用一步法干式洗滌可脫除煙氣中99%以上的硫氧化物并可選擇性地或同時除去99%的氮氧化物排放尾氣完全符合環境標準。由于它采用無機化合物作吸收劑而不是傳統工藝中的氨因此其副產物是可回收的硝酸鹽和硫酸鹽而不是需要堆埋的污染環境的石膏副產物。該工藝適用于以天然氣或煤為燃料的發電廠目前仍在實驗階段未見諸工業應用。


              (二)氣/固催化同時脫硫脫硝技術

              此類工藝使用催化劑降低反應活化能促進二氧化硫和氮氧化物的脫除比起傳統的scr工藝具有更高的氮氧化物脫除效率。


              snox工藝

              由丹麥haldor topsor公司開發的snox(sulfur and nox abatement) 聯合脫硫脫硝技術是將so2氧化為so3后制成硫酸回收并用選擇性催化還原法scr去除nox。此工藝可脫除95%的so2、90%的nox和幾乎所有的顆粒物。


              desonox工藝

              desonox工藝由degussa、lentjes和lurgi聯合開發該工藝除了將煙氣中的so2轉化為so3后制成硫酸以及用scr除去nox外還能將co及未燃燒的烴類物質氧化為co2和水[11]。此工藝脫硫脫硝效率較高沒有二次污染技術簡單投資及運行費用較低適用于老廠的改造。


              snrb工藝

              snrb工藝是一種新型的高溫煙氣凈化工藝由b&w公司開發。該工藝能同時去除二氧化硫、氮氧化物和煙塵并且都是在一個高溫的集塵室中集中處理。snrb工藝由于將三種污染物的脫除集中在一個設備上從而降低了成本并減少了占地面積。其缺點是由于要求的煙氣溫度為300℃~500℃就需要采用特殊的耐高溫陶瓷纖維編織的過濾袋因而增加了成本。


              parsons煙氣清潔工藝

              parsons煙氣清潔工藝已發展到中試階段燃煤鍋爐煙氣中的so2和nox的脫除效率能達到99%以上。該工藝是在單獨的還原步驟中同時將so2催化還原為h2snox還原為n2剩余的氧還原為水;從氫化反應器的排氣中回收h2s;從h2s富集氣體中生產元素硫。


              煙氣循環流化床(cfb)聯合脫硫脫硝工藝

              循環流化床技術最初是由德國的llb(lurgi lentjes bischoff)公司研究開發的一種半干法脫硫技術。該技術在最近幾年得到了快速發展不僅技術成熟可靠而且投資運行費用也大為降低為了開發更經濟、高效、可靠的聯合脫硫脫硝方法人們將循環流化床引入煙氣同時脫硫脫硝技術中。煙氣循環流化床(cfb)聯合脫硫脫硝技術是由lurgi gmbh研究開發,數字式測振儀該方法用消石灰作為脫硫的吸收劑脫除二氧化硫產物主要是caso4和10%的caso3;脫硝反應使用氨作為還原劑進行選擇催化還原反應催化劑是具有活性的細粉末化合物feso4·7h2o不需要支撐載體運行溫度在385℃。該系統在德國投入運行的結果表明在ca/s比為1.2~1.5、nh3/nox比為0.7~1.03時脫硫效率為97%脫硝效率為88%。


              (三)吸收劑噴射同時脫硫脫硝技術

              將堿或尿素等干粉噴入爐膛、煙道或噴霧干式洗滌塔內在一定條件下能同時脫除二氧化硫和氮氧化物。脫硝率主要取決于煙氣中的二氧化硫和氮氧化物的比、反應溫度、吸收劑的粒度和停留時間等。不過當系統中二氧化硫濃度低時氮氧化物的脫除效率也低。因此該工藝適用于高硫煤煙氣處理。


              爐膛石灰(石)/尿素噴射工藝

              爐膛石灰(石)/尿素噴射同時脫硫脫硝工藝由俄羅斯門捷列夫化學工藝學院等單位聯合開發。該工藝將爐膛噴鈣和選擇非催化還原(sncr)結合起來實現同時脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。噴射漿液由尿素溶液和各種鈣基吸收劑組成總含固量為30%ph值為5~9與干ca(oh)2吸收劑噴射方法相比漿液噴射增強了so2的脫除這可能是由于吸收劑磨得更細、更具活性[17]。gullett等人采用14.7kw天然氣燃燒裝置進行了大量的試驗研究[18]。該工藝由于煙氣處理量太小不能滿足工業應用的要求因而還有待改進。


              整體干式so2/nox排放控制工藝

              整體干式so2/nox排放控制工藝采用babcock& wilcox公司的低noxdrb-xcl下置式燃燒器這些燃燒器通過在缺氧環境下噴入部分煤和空氣來抑制氮氧化物的生成。過?諝獾囊胧菫榱送瓿扇紵^程以及進一步除去氮氧化物。低氮氧化物燃燒器預計可減少50%的氮氧化物排放而且在通入過?諝夂罂蓽p少70%以上的nox排放。無論是整體聯用干式so2/nox排放控制系統還是單個技術都可應用于電廠或工業鍋爐上主要適用于較老的中小型機組。


              (四)高能電子活化氧化法


              電子束照射法

              利用陰極發射并經電場加速形成高能電子束這些電子束輻照煙氣時產生自由基再和sox和nox反應生成硫酸和硝酸在通入氨氣(nh3)的情況下產生(nh4)2so4和nh4no3氨鹽等副產品。日木荏原公司經過20多年的研究開發己從小試逐步走向工業化。脫硫率90%以上脫硝率80%以上。但耗電量大(約占廠用電的2%)運行費用高。


              脈沖電暈等離子體法(ppcp)

              masuda等人1986年發現電暈放電可以同時脫除二氧化硫和氮氧化物該方法由于具有設備簡單、操作簡便顯著的脫硫脫硝和除塵效果以及副產物可作為肥料回收利用等優點而成為國際上脫硫脫硝的研究前沿。

              脈沖電暈等離子體技術和電子束法均屬于等離子體法.脈沖電暈與傳統的液相(氫氧化鈣或碳酸氫銨)吸收技術相結合提高了煙氣二氧化硫和氮氧化物的脫除效率實現脫硫、脫硝的一體化。脈沖電暈放電脫硫脫硝有著突出的優點在節能方面有很大的潛力對電站鍋爐的安全運行也沒有影響。

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