烟气脱硫脱硝的研究进展（精选14篇）
烟气脱硫脱硝的研究进展 第1篇
烟气脱硫脱硝的研究进展
摘要：工业废气的脱硫脱硝是工厂废气排放的.必要流程,而现阶段一般工厂对于烟气的处理是采用钙基化合物与SO2反应生成石膏,此法耗水量大,不能实现产物充分利用,而且不能实现同时脱硫脱硝.本文主要综述了有关脱硫脱硝的实验进展,特别是针对炭基材料在脱硫脱硝中的应用,以及金属氧化物和稀土元素作为催化剂助剂在脱硫脱硝中的作用.作 者：胡龙 沈珊 王小书 吴鹏飞 吴建雄 HU Long SHEN Shan WANG Xiao-shu WU Peng-fei WU Jian-xiong 作者单位：武汉科技大学,资源与环境工程学院,湖北,武汉,430081期 刊：化学工程师 ISTIC Journal：CHEMICAL ENGINEER年，卷(期)：,24(7)分类号：X511关键词：脱硫脱硝 炭基材料 金属氧化物 稀土催化剂
烟气脱硫脱硝的研究进展 第2篇
活性炭床加微波辐射脱硫脱硝的研究
简要介绍了微波加热原理和微波化学的发展,对微波脱硫脱硝进行了综述.利用微波装置和活性炭研究了模拟烟气同时脱硫脱硝,利用此技术可以将96%的一氧化氮和二氧化硫一步分解为环境友好的.氮气和可以回收的有价值的单质硫.分析了微波诱导催化还原脱硫脱硝机理,指出微波作用能降低脱除反应的活化能,这表明微波不仅以其热效应促进了反应的进行,更发挥了它的催化作用.
作 者：马双忱 赵毅 马宵颖 郭天祥 作者单位：华北电力大学,环境学院,河北,保定,071003刊 名：热能动力工程 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER年，卷(期)：200621(4)分类号：X511关键词：微波 脱硫 脱硝 诱导催化还原 活性炭
烟气脱硫脱硝的研究进展 第3篇
关键词：烟气脱硝技术,催化裂化装置,氮氧化物
某炼油企业催化裂化装置设计公称能力为180104 t/a,其原料掺渣比20.95%。催化裂化装置配套余热锅炉为中温中压、单锅筒、π形、自然循环锅炉。余热锅炉排放烟气量为149 000 Nm3/h,产过热蒸汽64.6 t/h。为了满足达标排放要求,设置烟气脱硝设施,对余热锅炉烟气进行脱硝处理,使脱硝后烟气氮氧化物(NOx)浓度低于100 mg/Nm3。
1 烟气脱硝系统工艺的选择
1.1 烟气脱硝技术简介[1]
烟气脱硝技术是一种在燃料基本燃烧完毕后通过还原剂把烟气中的NOx还原成N2和H2O的一种技术,通用的烟气脱硝技术包括选择性催化还原脱硝技术和选择性非催化还原脱硝技术。
(1)选择性催化还原(SCR)脱硝技术
其原理是在一定温度和催化剂作用下,还原剂有选择地把烟气中的NOx还原为无毒无污染的N2和H2O,工业应用的还原剂主要是氨,其次是尿素。
SCR脱硝技术是目前世界上应用最多、最为成熟且有效的一种烟气脱硝技术。该技术一般采用V2O5/TiO2催化剂,反应温度一般在300~420 ℃之间,脱硝效率可达90%,催化剂使用寿命一般为3年。
(2)选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术
SNCR脱硝技术是把含有HNx基的还原剂(如氨、尿素),喷入炉膛温度为800~1 100 ℃的区域,该还原剂迅速热分解成HN3,并与烟气中的NOx进行SNCR反应,生成N2。该方法以炉膛为反应器,可通过对锅炉进行改造实现。SNCR工艺的NOx脱除效率主要取决于反应温度、HN3与NOx的化学计量比、混合程度、反应时间等,通常设计合理的SNCR工艺能达到30%~70%的脱硝效率。SNCR脱硝技术具有一次性投资少、运行成本低等特点。
1.2 烟气脱硝工艺选择
对于催化裂化装置余热锅炉,由于不存在800~1 100 ℃的高温区域,因此不适合采用SNCR脱硝技术,只能选用SCR烟气脱硝技术。
2 烟气脱硝系统流程
SCR烟气脱硝系统包括还原剂制备单元和SCR脱硝反应单元两部分,见图1。
2.1 还原剂制备单元
来自界区外的液氨在液氨蒸发器中气化为氨气,采用热水加热,氨气经氨气缓冲罐缓冲后送反应区氨/空气混合器。设置一台氨稀释罐,处理事故工况下系统排放的氨。液氨蒸发器液氨进口、氨气出口,氨气缓冲罐氨气出口管线上均设有安全阀,安全阀起跳排放的氨送氨稀释罐用大量水稀释,含氨废水送污水处理厂处理。设置消防水喷淋系统,一旦发生氨泄漏,立即启动喷淋系统对泄漏的氨进行吸收。
2.2 SCR脱硝反应单元
引自余热锅炉蒸发段的锅炉烟气,经烟道进入SCR脱硝反应器;来自脱硝剂制备单元氨气缓冲罐的氨气进入氨/空气混合器,与来自稀释风机的空气按一定比例混合,氨/空气混合气体经氨喷射系统自SCR脱硝反应器前部烟道喷入原烟气中,并与原烟气均匀混合,然后进入SCR脱硝反应器;在SCR脱硝反应器中,氨与烟气中的NOx在催化剂的作用下发生还原反应,生成N2和H2O,净化后的烟气经SCR脱硝反应器后部烟道返回余热锅炉省煤器前。催化剂为蜂窝式催化剂,采用“2+1”方式布置,初始安装2层,预留1层位置。为防止积灰,为每层催化剂设置蒸汽吹灰器和声波吹灰器。设置氮气吹扫系统,在脱硝系统启停时对管道中的氨进行置换,防止事故发生。
3 脱硝系统主要设计参数
脱硝系统主要性能指标见表1。
4 催化裂化装置余热锅炉脱硝系统设计要点[2]
4.1 烟气引出位置
由于SCR脱硝反应温度区间在300~420 ℃,根据催化裂化装置余热锅炉烟气温度分布特点,确定烟气引出位置为余热锅炉蒸发段和省煤器之间,原烟气从余热锅炉蒸发段后引出,经SCR脱硝系统处理后,返回余热锅炉省煤器前。
4.2 喷氨系统设置位置
喷氨系统设置位置主要考虑因素为:尽量使氨与烟气均匀混合,设计时根据CFD模拟结果,留出尽量长的烟道混合段。该项目喷氨系统设置在SCR反应器前垂直烟道上,混合段烟道长度7.3 m。
4.3 导流板及烟气整流装置
为了保证氨与烟气均匀混合,根据CFD模拟结果,在SCR反应器前烟道内设置烟气导流板,在SCR反应器入口帽罩内设置烟气整流装置。
4.4 稀释风流量及压力确定
根据《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》(HJ 562-2010),稀释风量应按设计和校核工况中的较大耗氨量,稀释后混合气体中氨气的体积浓度不高于5%进行设计。
由于该催化裂化装置余热锅炉为微正压炉,在确定稀释风机风压时,应充分考虑需要克服的烟气压力、风管上的调节阀压损、稀释风管路沿程压力损失等因素。
该项目稀释风机风量按3 000 Nm3/h考虑,风压取10 kPaG。
4.5 脱硝装置布置
脱硝反应器框架与余热锅炉框架联合设置。为了节约占地,还原剂制备系统也布置在联合框架下方,整个系统布局紧凑,占地面积小。
4.6 用电设备防爆及防腐
由于催化裂化装置属于防爆区(防爆等级:DⅡBT4),脱硝系统所有用电设备电机均为防爆型。而且由于氨属于腐蚀性物料,对铜具有较强的腐蚀性,还原剂制备系统区域内严格禁铜。
4.7 还原剂制备系统管道和设备设计压力的确定
4.7.1 液氨系统设计压力的确定
根据《固定式压力容器安全技术监察规程 》(TSG R0004-2009),对于液化气体临界温度≥50 ℃,且无保冷设施的情况,规定温度下的工作压力取50 ℃饱和蒸气压力,液氨临界温度132.25 ℃,50 ℃饱和蒸气压力为2.032 MPa。因此液氨储存设施工作压力应取2.032 MPa,液氨储存设施的设计压力不应低于工作压力,参考国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》(质技监局锅发[1999]154 号),液氨推荐的设计压力为2.16 MPa。根据《压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算》(GB/T 20801.3-2006),与设备相连的管道设计压力不应低于设备设计压力。
因此,本项目液氨蒸发器内筒设计压力取2.16 MPa,与液氨蒸发器内筒相连接的液氨管道设计压力也取2.16 MPa。
4.7.2 氨气系统设计压力的确定
该项目在液氨蒸发器出口氨气管线和氨气缓冲罐出口氨气管线上均设有安全阀,起跳压力设定值均为0.5 MPa。因此氨气缓冲罐设计压力取0.6 MPa,与氨气缓冲罐相连接的氨气管道设计压力也取0.6 MPa。
4.8 催化吊装钢梁设计
由于脱硝系统内部布置紧凑,联合框架下方布置有液氨蒸发器、氨气缓冲罐等设备,因此考虑采用催化剂模块从联合框架外部吊装方案,具体措施如下:
(1)在联合框架最高层向外伸出电动葫芦导轨,设置电动葫芦用于催化剂模块从地面到各安装层的起吊,最上层催化剂直接由电动葫芦吊入框架内,再由手动葫芦或小车自催化剂安装门送入SCR反应器内进行安装。
(2)对于中间催化剂层和下方催化剂层,每层均向外伸出手动葫芦导轨(伸出长度小于电动葫芦导轨),先由电动葫芦将催化剂模块吊至与平台水平高度,然后手动葫芦与电动葫芦进行交接,由手动葫芦将催化剂模块吊入框架内,最后由手动葫芦或小车自催化剂安装门送入SCR反应器内进行安装。
在整个催化剂模块吊装过程中,充分重视安全防护工作,吊装前进一步细化吊装方案,充分进行交底,确保安全。
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5 结 语
催化裂化装置余热锅炉烟气脱硝工程,在总体工艺流程上跟常规的火电厂烟气脱硝工程是一样的。但由于催化裂化装置余热锅炉的特点,在一些设计细节上又存在一定差异。为使催化裂化装置余热锅炉烟气获得最佳的脱硝效果,在工程设计中,烟气脱硝系统的各装置设备和工艺参数应根据实际具体运行情况进行调整。
参考文献
[1]孙克勤,钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京:化学工业出版社,2006.
烟气脱硫脱硝一体化技术研究探讨 第4篇
关键词：脱硫脱硝一体化 联合脱硫脱硝 同时脱硫脱硝
中图分类号：X701文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0090-01
随着我国经济的飞速发展，对能源的需求也日益增加。尤其是煤炭的大量耗用，虽然满足了经济发展需求，但同时对大气环境造成了严重污染。目前由于燃煤产生的硫氧化物及氮氧化物已严重危害人们的健康生活，并且二氧化硫的过度排放形成的酸雨已令国家经济造成重大损失。因此脱硫脱硝技术的研究及应用已势在必行。
目前存在的脱硫脱硝技术主要有两类，一类是传统的脱硫脱硝技术，主要采用分步脱除法，即单独进行脱硫或单独进行脱硝，或者将脱硫脱硝的设备装置进行简单的组合串联。这种方法脱除时间长、效率低，且装置系统繁杂，维护成本高，在实际应用中无法推广应用。目前此种方法已无法适应实际需求，正逐步退出此领域。另一类方法是本文要重点探讨的一体化脱硫脱硝方法，即在同一个装置中同时达到脱硫脱硝的目的。此技术减少了反应装置的占用面积，同时缩短了脱硫脱硝的时间，提高了应用效率。
1 一体化脱硫脱硝技术简要
目前许多国家都在进行一体化脱硫脱硝技术的研究，但大多处在研究阶段，以技术成熟进行大规模推广的还比较少。众多的脱除技术大致可分为两类：联合脱硫脱硝及同时脱硫脱硝技术。两者的共同点是脱除过程都在同一个装置中完成，不同点为联合脱除技术将分两步完成脱硫和脱硝过程，而同时脱除技术将在同一个过程中一次性完成脱硫和脱硝。
2 联合脱硫脱硝技术
2.1 活性炭和活性焦吸附法
该吸附法主要是指利用活性炭和活性焦的微孔结构对烟气进行吸附，整个过程需加入氨进行催化还原。二者的使用原理相同，活性焦因比活性炭吸附能力更好，因此脱硫脱硝性能更强。烟气在进入装置时，首先SO2会被预置的活性炭或活性焦吸附，在催化作用下可生成硫酸。烟气通过预置吸附层后，向装置内喷入氨，氨可与氮氧化物反应生成水和氮气。该技术可达到97%的除硫率和80%以上的除硝率。在该技术中如何控制温度、水等对活性炭及活性焦的脱除能力的影响，将是今后研究的重点。
2.2 CuO吸附法
CuO吸附法也是目前重点研究的一种联合脱硫脱硝技术。该技术是将净化后的烟气与适量氨气混合，通过CuO吸收层后，CuO与硫氧化物生成CuSO4，而CuO与CuSO4会进一步催化氨气对氮氧化物的吸收。吸收饱和后的吸附剂可以再生循环利用，减少资源浪费。此技术可达到90%以上的脱硫率和75%以上的脱硝率，且整个过程不产生废弃废渣等污染物。该技术的缺点是吸附剂表面容易因为氧化铝的硫酸盐化而降低对硫氧化物的吸收，不能长期循环利用，限制了广泛推广应用。
2.3 电子束照射法
电子束照射法是近年来研究较多的方法之一，并已取得了良好的效果。此方法脱硫脱硝过程简单，先将烟气净化冷却后注入反应装置，在装置中经过电子束的辐照生成大量OH、OH2、O等活性基。这些活性基将和烟气中的硫氧化物和氮氧化物反应生成硫酸和硝酸。同时向装置内注入适量的氨，最后反应生成硫酸铵和硝酸铵。该技术可达到95%的脱硫率和80%以上的脱硝率，且产生的硫酸铵和硝酸铵还可作为化肥利用，不产生其他污染物。但该技术所利用的电子束装置需要大量的资金投入和高昂的维护费用。
2.4 脉冲电晕法
脉冲电晕法与电子束照射法基本原理相同，只是获得活性基的方法不同。脉冲电晕法是利用高压电源形成等离子体产生高能电子，而电子束照射法是利用加速器获得高能电子。脉冲电晕法只加速产生自由基的离子，其他离子不加速，因此脉冲电晕法比电子束照射法更节约成本，且不影响电站锅炉的安全运行。但此方法同样存在着脉冲性能不稳定、耗能高等问题，仍需要进一步研究才能推广应用。如何克服以上技术难点，此技术将最适用于现代工业发展的需要。
3 同时脱硫脱硝技术
3.1 干式吸附再生法
目前干式吸附再生法主要采用NOXSO技术。该技术以担载在γ-Al2O3圆球上的钠盐为吸附剂，达到脱硫脱硝的目的。首先将净化后的烟气注入吸收装置，吸附剂会在此将硫氧化物和氮氧化物脱除，净化后的烟气会通过出气管道排出，而吸附饱和后的吸附剂会进行再生重复利用。再生过程中，在600℃的温度下饱和的吸附剂可释放出氮氧化物，氮氧化物浓度达到稳定状态时，可形成化学平衡，从而进行吸收利用。
3.2 亚铁螯合剂法
亚铁螯合剂法属于湿法脱硫脱硝技术，该技术是在溶液中加入亚铁离子生成氨基羟酸亚铁螯合物。再利用此亚铁螯合物吸收氮氧化合物生成亚硝酰亚铁螯合物。最终再与硫氧化合物反应生成硫酸盐和连二硫酸盐等。该技术目前还在试验阶段，由于螯合物再生困难目前还无法推广应用。
3.3 氯酸氧化吸收法
氯酸氧化吸收法設置两个阶段。首先在氧化吸收塔内先用氯酸氧化SO2和氮氧化物，然后再利用碱性溶液吸收剩余的酸性气体。该方法可达到95%以上的脱硫效果，不仅如此该技术对有毒重金属也有较好的去除作用，例如Hg、Cr、Be、Pb等都有能有效去除。但该技术同时会造成设备腐蚀，生成物无法再利用等问题，目前还待进一步研究。
3.4 光催化脱硫脱硝技术
光催化脱硫脱硝技术是近年来研究的新型一体化脱硫脱硝技术。该技术耗能低、无污染、开发前景良好。它主要是利用TiO2的光催化作用，产生电子和空穴对，与烟气作用产生大量的活性基团。这些活性基团催化氧化氮氧化物和硫氧化物达到脱硫脱硝的目的。目前该技术的难点是如何大面积安全利用紫外线光源作业，对这一难点的攻克未来将成为脱硫脱硝技术的一个研究方向。
4 结语
从目前来看，传统的脱硫脱硝技术由于效率低下、耗能耗资巨大显然已不符合发展需求，而新型的一体化脱硫脱硝技术还存在各种各样的难点和缺陷，是今后要研究的重点方向。无论如何对于污染烟气的治理势在必行。
参考文献
[1]丁剑秋.烟气脱硫脱硝技术研究进展[J].贵州化工，2012（4）：20-22.
[2]王丹.烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].漯河职业技术学院学报，2013（5）：7-8.
[3]赵毅，方丹.烟气脱硫脱硝一体化技术研
究概况[J].资源节约与环保，2010（6）：36-
烟气同时脱硫脱硝技术进展 第5篇
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：
烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究 第6篇
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
烟气脱硫脱硝的研究进展 第7篇
活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用
概述了传统活性炭和活性炭纤维材料独特的吸附性,介绍了活性炭材料在烟气脱硫脱硝中的`应用原理.同时建议今后应在表面改性、脱硫脱硝反应机理等方面进行深入研究.
作 者：孙晶 徐铮 作者单位：华北电力大学,环境工程与科学学院,河北,保定,071003刊 名：电力环境保护英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：24(1)分类号：X701.3关键词：活性炭 纤维材料 脱硫 脱硝 烟气
催化烟气脱硫脱硝技术进展 第8篇
1 烟气脱硫脱硝的必要性
拟实施新标准中, SO2最高允许排放浓度为200mg/Nm3, NOx最高允许排放浓度为300mg/Nm3, 而现有炼油厂催化装置SO2、NOx实际排放浓度与指标相差较大, 因此, 合理利用催化烟气脱硫脱硝技术, 保证催化烟气排放指标达标是势在必行。
2 烟气脱硫的技术方法
目前, 国内外常用催化烟气脱硫除尘技术有很多, 按照脱硫方式和产物的处理形式不同, 可划分为湿法、干法、半干三大类。目前, 处理催化裂化再生器烟气的技术主要以湿法为主。另外, 湿法工艺又可分为可再生湿法和非可再生湿法两种。以WGS湿法洗涤工艺、海水洗涤工艺和EDV湿法洗涤工艺为代表的非可再生湿法洗涤工艺和labsorb、cansolv可再生湿法洗涤工艺最具代表性。
(1) WGS湿法洗涤工艺
该工艺主要包括两部分:湿法气体洗涤装置 (WGSR) 和净化处理装置 (PTU) 。WGSR主要包括JEV型文丘里洗涤器、分离塔、烟囱、循环泵等, 脱除二氧化硫及固体颗粒物, 生成亚硫酸钠及硫酸钠, SOx脱除率可达94%以上。PTU与BELCO洗涤液处理装置流程基本相同。排出的洗涤液在澄清器中沉降, 固体物运出厂外填埋, 澄清池分离的澄清液约含5%的可溶解盐, 排到后处理设施, 经过p H值调节混合器、氧化塔, 用空气氧化法降低其COD, 氧化处理后排液进入污水处理场进一步生化处理。该技术成熟可靠, 在国外已有25套应用。
(2) ALSTOM公司填料吸收塔海水脱硫技术
ALSTOM公司填料吸收塔海水脱硫技术, 利用海水的弱碱性, 来洗涤烟气中的二氧化硫, 达到烟气净化的目的。海水采用一次通过的方式吸收烟气中的SO2, 烟气中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收, 吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水处理场。在海水处理场的曝气池中鼓入大量的空气, 使海水中的p H值得以处理。ALSTOM公司的海水脱硫技术大多应用于电厂烟气脱硫, 在炼油厂催化装置业绩较少。
(3) EDV湿法洗涤工艺
EDV湿法洗涤技术是先进的控制烟气中的颗粒物、SO2和NOX的技术, 由美国贝尔格 (BELCO) 技术公司开发, 包括烟气洗涤系统和排液处理系统两部分。烟气进入洗涤塔后, 除去气体中较大的颗粒、SO2, 清洁气体通过上部的烟囱排入大气, 为防止催化剂积累, 装置运行中将排出部分洗涤液进入排出液处理系统。排液处理系统的特点在于减少了排液化学需氧量 (COD) 和固体悬浮颗粒在排液中的含量, 同时也除去所收集的固体悬浮颗粒物的水分。该技术成熟可靠, 在国内外应用最广, 包含在建装置国内已有12套应用, 国外应用80多套。
3 烟气脱硝的技术方法
烟气脱硝主要有两种方式:一种在燃料基本燃烧完毕后通过还原剂把烟气中的NOX还原成N2的一种技术, 另外一种是用氧化剂将NOX氧化成可用水吸收成酸类物质, 再用碱中和的方法。在催化裂化烟气脱硝中, 还原法应用较多的是SCR法脱硝技术;氧化法最具有代表性的是臭氧氧化技术 (Lo TOxTM) 。
(1) SCR法脱硝技术
选择性催化还原法 (SCR) 是指在催化剂的作用下, 利用还原剂 (如NH3或尿素) "有选择性"地与烟气中的NOX反应并生成无毒无污染的N2和H2O。选择性催化还原系统中, 一般由氨的储存系统、氨和空气的混和系统、氨喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成, 高温SCR反应器大多安装在余热锅炉锅炉蒸发段与省煤器之间, 因为此区间的烟温刚好适合SCR脱硝还原反应 (350℃) , 氨则喷射于蒸发段与SCR反应器之间烟道内的适当位置, 使其与烟气混合后在反应器内与NOX反应。
(2) Lo TOxTM臭氧氧化技术
臭氧氧化法就是在烟气进入烟气洗涤塔前, 烟气中注入臭氧把不可溶的NOX氧化成易溶于水的N2O5, 在脱硫塔里N2O5溶于水形成硝酸, 并与脱硫塔内循环浆液中的碱性物质反应生成盐类, 从而达到脱硝的目的。采用臭氧氧化技术可得到较高的NOX脱除率, 一般为70%~90%, 并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高NOX脱除率, 臭氧可以在现场由臭氧发生器直接生成。因为罗塔斯技术 (Lo TOxTM) 是低温处理技术, 故在流程中不需像SCR一样需要合适的温度。这个流程不使用氨, 因此避免了在下游热转换阶段出现硫酸铵/重硫酸铵的沉淀, 但消耗碱产生了硝酸盐。
4 结束语
在现阶段催化装置脱硫脱硝设计施工过程中, 应综合考虑多方面指标, 经过方案比选和经济评价优选出适合的脱硫脱硝方案, 这样既能达到国家要求的催化烟气排放标准, 还能带来一定的经济效益。目前, 我国近期即将实施《石油炼制工业污染物排放标准》, 应加深对催化装置脱硫脱硝技术的引进与开发, 加快相关技术的发展。
摘要：炼油厂催化装置烟气存在SO2、NOx超标现象, 因此研究催化烟气脱硫脱硝技术显出重要意义。本文介绍了3种常用催化烟气脱硫技术和2种常用催化烟气脱硝技术。
关键词：催化,烟气,脱硫脱硝,湿法洗涤工艺
参考文献
[1]李焕.烟气脱硫技术的发展及应用前景[J].环境3护科学, 2002 (12) :1-3.
[2]Adewuyi Y, He X, Shaw H, et al.Simultaneous absorption and oxidation of NO and SO2by aqueous solutions of sodium chlorite[J].Chemical engineering communications, 2006, (174) :21-25.
[3]蒋勇, 洪晓江.石油化工[J].2004, 33 (3) :258-262.
烟气脱硫脱硝的研究进展 第9篇
【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.
烟气脱硫脱硝的研究进展 第10篇
.cn[2011-4-14 11:07:57]
4月9日上午，太钢烧结烟气活性炭脱硫脱硝及制酸项目功能验收签字仪式在花园国际大酒店举行。山西省环保厅副厅长张广勇、太原市环保局副局长刘士俊，不锈钢股份公司副总经理高祥明等有关领导出席了签字仪式。日本三菱、日本住友、中国瑞林、广州天赐、山西太钢工程技术公司、山西钢建等相关方代表参加仪式并签字。
张广勇充分肯定了太钢在近年来坚持绿色发展，高起点、高标准，着眼长远，推进节能减排，为全省环境治理作出的突出贡献。他说，太钢烧结烟气脱硫制酸系统采用了世界上最先进的活性炭吸附工艺，同时实现了烧结烟气脱硫、脱硝、脱二 英、脱重金属、除尘五大功能，是全国第一套采用活性炭技术对烧结烟气进行综合治理的项目。该项目的正式投运，必将对全省完成污染物减排任务起到积极的作用，也为全国同类污染治理起到了示范作用。
高祥明代表太钢向所有参与项目建设的工作人员，向长期关心、支持该项目建设的有关领导表示感谢。他说，由太钢自主集成完成的烧结烟气活性炭脱硫脱硝与制酸一体化项目成功完成功能性测试，正式投入运行，再一次充分体现了太钢倡导环保、文明、低碳的生产方式，坚持走绿色发展、可持续发展道路，全力推进节能减排，发展循环经济，建设环境友好型企业的发展理念。太钢在节能减排和循环经济项目建设中取得的科技创新和技术进步成果，必将越来越多地为带动全国钢铁行业实现清洁生产作出重要贡献。
电厂烟气治理及脱硫脱硝技术研究 第11篇
1燃煤电厂烟气的特点及危害
对于煤炭,人们更愿意称其“树木化石”,在众多非可再生的自然资源当中,它也是其中一个,是自然资源的一部分,在漫长的四季交替年复一年的里,通过化学、物理等各个方面的变化,其本质也渐渐稳定下来。 大量的碳,氧,氮,硫等元素是构成煤炭的最主要的几种元素,一经燃烧,这些元素就会生成大量例如一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮等有害的烟雾气体,以及矿物颗粒和其它的杂质。
由于电厂和别的企业工厂是不一样的,电厂里面发电机动力基本上都是来自于蒸汽,因此蒸发量相较之其他企业工厂就会多很多,同时也会产生更多的有害气体。 这些有害气体以及别的固体矿物燃料,在大气中燃烧产生这些微小颗粒,导致了空气污染严重的后果,不单单极大程度上影响了工业和农业生产,更会引起各种患有呼吸道疾病的人的痛苦,使人们的人身健康得不到保障。 例如,气体二氧化硫,二氧化氮和其它气体中的水蒸汽的燃烧,并结合起来,使得雨水的p H值变小,这是一个酸雨出现的很关键的因素;低p H值的酸雨在落到土地里面之后,地下水资源的循环流动将降低水的质量和土壤的品质,使农作物无法健康生长,并且如果酸雨直接落到树木花草上面,或者房屋建筑上面,都有很严重的腐蚀作用。之前有人做过与这方面相关的调查和研究, 气雾组合物中的有害细颗粒已经超过了20种。雾霾会对人体健康产生巨大的危害,会引发人体的各种呼吸类疾病。
2脱硫脱硝技术分析
湿法、半干法以及干法是脱硫技术中最主要的3种构成。
湿法脱硫技术:在燃煤电厂的生产过程汇总,湿法脱硫技术是其使用频率最高的。详尽的方法是利用在液体吸收二氧化硫的形式与碳酸钙的高浓度的碱性溶液中,二氧化硫将被其吸收。那些多种高硫煤用于生产时所产生的烟气使用这种手段最合适。
半干法脱硫技术:现在有很多脱硫粉末都是以碱性粉末为主要原料和构成制成的,将这些脱硫粉末撒入到烟气里面,就可以使烟气变得湿润,然后硫就会被水合晶固化,增加质量,沉淀下来,这种方法便是半干脱硫技术。
干法脱硫技术:剩下的干法脱硫技术是最后一种方法,在脱硫工作的进行过程中,选择一些固态的吸收剂, 这些吸收剂也可以是颗粒状,也可以粉末状的,将其置于温度和压强都十分高的环境下,并在里面加入适量的催化剂,经过一段时间的反映后,这些二氧化硫等有害气体就会被分解,然后使其固化,达到降低二氧化硫排放量的目标。
脱硝技术是通过减少氮氧化物的形成和发射,分别使得氮氧化合物等燃烧气体得到降低的技术,这种技术既可以在燃烧中进行,也可以等完全燃烧之后在进行。
催化还原脱硝技术:催化还原反应是脱硝技术当前主要使用的方法,然后再以粉末吸附手段相结合,使得烟气中的有害物质的排放量的以降低。但众多化学品类型的使用,各种化学药品不同的浓度和不同的反应条件, 都在本质相异于脱硫技术。其中,选择具有类似的吸附性能和吸附粉末活性炭粉固体粉末;溶液在反应的过程中是十分复杂的,由于该溶液是中化学药品组成,相比起脱硫技术来说操作更加复杂,同时也更有难度。
3燃煤电厂烟气治理的方法
3.1大力推广除尘设备
3.1.1机械式除尘
对于燃煤电厂来说,最简单最有效的烟气治理的方法就是促进电除尘器,旋转除尘等设备的使用。因为相较之其他的各类型除尘设备,电除尘器等设备在使用过程中不需要投入消耗大量的资金成本,而且除尘效果相对更好,有很多燃煤的电厂都在使用这种除尘设备。
3.1.2静电吸尘
当煤在锅炉中燃烧,温度一般会超过1 200℃,内部锅炉压力是特别大的,这意味着在高温和锅炉的压力条件。因此,在十分高的温度条件下,二氧化硅等烟尘就会变成电粉尘,然后附着在吸附层上面。除尘的效果相对来说还是比较好,这是静电吸尘方式自身的优势, 可以说除尘效率能够达到超过99% 的级别。最关键的是,静电除尘这种方式不像其他方式一样,需要投入大量的资金成本,价格比较低,所以适合大面积开发和使用,因此当前很多燃煤电厂都喜欢用这种方式进行除尘工作。
3.1.3布袋除尘器
滤袋是处理灰尘一种新的和有效的方式,很多人都对这种方式进行了肯定。该装置的原理是将布袋作为吸收烟尘过滤器,特别是使用无纺布,针剌毛毯等在通过过滤的燃烧产生的烟灰袋制成。因为用来制作的材料密度比较好,有大于99.9% 的除尘率,十分适于长期发展和大面积使用。然而,在烟气中的硫含量十分高,很有可能会将布袋腐蚀,这对布袋的性能高低提出了严峻的挑战,所以对除尘工作会产生一定的阻碍。
3.2改进技术
效率比较好的除尘设备,可以在很大程度上使我国目前雾霾频发的状况得到缓解,同时也减轻了电厂烟气治理所承受的巨大压力,但这只是治标不治本,并不能完全避免烟气对空气、环境的污染。我们目前所需要关注的不仅仅只是经济的平稳飞速增长,同时还要坚持贯彻落实我国所制定的可持续发展战略,不断创新生产技术,降低其对环境的危害程度,使得一天天越来越糟糕的生态环境能够有所回转,越来越少的能源资源能够得到充分节约和保护。燃煤电厂要大力加强对科技创新的关注和投资力度,与国际烟气治理新技术的发展进度保持一致,在生产的过程中尽量使用具有环保作用的新技术和新设备,将烟气中的化学成分反复利用,在保证电厂的经济效益的同时,也要重视烟气治理工作的开展, 从而使我国的经济能够平稳健康持续地发展。
3.3积极开发绿色新型能源
燃气电厂要想保证烟气治理工作的有效开展,在注重使用高新科技、使烟气治理的技术实力得到提高的同时,也要注意在生产过程中大力投入对环境没有污染或者污染程度十分小的能源,对开发新型能源技术大力支持并加大投资力度,切实履行减少污染保护环境的责任和义务,最大程度上保证在生产过程中降低或者不对生态环境造成危害。同时,不仅要注重新能源的开发,在生产过程中也必须要节约使用资源能源,使得能源的利用率得到提高,使能源自身的效益能够充分发挥出来, 保证环境保护与经济建设能够和谐发展。
综上所述,虽然当今燃煤电厂在进行脱硫脱硝技术的过程中有很多种方法可以学习和利用,但在许多方面使用阶段仍然需要改进和完善。高度集成技术的脱硫和脱硝,以有效地降低硫氧化物的有害排放物,减少煤气燃烧的过程中所造成的大气污染和环境污染。所以,我国相关部门要格外重视脱硫脱硝技术的研究和使用,发布相应的优惠政策,加大资金的投入力度,使我国的经济能够平稳健康持续地发展。
参考文献
[1]刘晓立.燃煤电厂的烟气治理策略和脱硫脱硝关键技术研究[J].科技经济导刊,2015(18).
[2]王国羽.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术研究[J].科技研究,2014.
探讨电厂烟气治理及脱硫脱硝技术 第12篇
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，才能較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FGD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800MeV-1MeV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.
烟气脱硫脱硝一体化的研究进展 第13篇
1 同时脱硫脱硝技术的分类
最近二十年是同时脱硫脱硝技术发展最快的时期,研究开发的新技术达几十种,但其中已实现工业化应用的较少,大部分尚处于中间试验或实验室研究阶段[3]。这些技术按脱除机理的不同可分为两大类:联合脱硫脱硝(Combined SO2/NOx Remova1)技术和同时脱硫脱硝(Simultaneous SO2/NOX Remova1)技术。联合脱硫脱硝技术是指将单独脱硫和脱硝技术进行整合后而形成的一体化技术,如SNRB、NFT、DESONOX、活性炭脱硫脱硝技术等;同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂(Sorbent)在一个过程内(Step)将烟气中的SO2和NOx同时脱除的技术,如钙基同时脱硫脱硝技术、NOXSO、电子束法、电晕放电法等技术。
2 联合脱硫脱硝技术
据EPRI(美国电力研究院)统计,联合脱硫脱硝的新技术约60余种其中被认为具有实际应用价值的一些技术已经进行了工业示范。
2.1 SNOX技术
该技术在美国的Ohio Edison Nile电站2号炉108 MW的旋风炉上实施。SNOX的关键技术包括SCR(选择性催化还原),SO2的转化和WSA(湿式烟气硫酸塔)。该项目是在小容量机组上实现的,其中布袋除尘室的纤维过滤器的尺寸和所有过程中使用的设备都是完全商业化的,以及在脱硝、脱硫过程中的化学原理、酸的凝结都与尺寸无关,所以该示范项目的结果完全适用于任何类型和尺寸的锅炉。
该项目取得了显著效果,脱硫效率一般可达95%,脱硝率平均能达到94%,硫酸纯度超过I级酸的美国联邦标准。该技术除氨气外不消耗其他化学品,SO2的催化剂在NOX的下游,保证了未反应完的NH3再继续反应完全,NH3/NOX在大于1.0时也不会有NH3的泄漏(脱硝完成后残留在烟气中的NH3的量),较高的NH3/NOX值保证了效率比传统的SCR高。总之,该技术运行和维护费用低,可靠性高,但是能耗大,投资费用高,而且作为危险品,浓硫酸的储运困难[4]。
2.2 SNRB技术
该技术在美国Ohio Edison’S R.E.Burger电厂示范运行,目的是为了展示SNRB技术脱硫、脱硝和除尘的能力。该技术本质上是综合运行于脉冲喷射式布袋除尘室,把脱硫、脱硝和除尘三者结合为一体。高温布袋室处于省煤器和空气预热器之间,在布袋室的上游喷入钙基或钠基附剂脱除SO2,灰尘和反应后的吸附剂用纤维过滤布袋除去。圆柱形整体SCR催化剂被包裹在布袋室内的布袋里,NH3自布袋室上游喷入,NOX在SCR催化剂作用下与氨反应被脱除。
SNRB对锅炉运行性能没有影响,占地面积小。使用钠基吸附剂和足够高的NH3/NOx时,能达到较高脱硫、脱硝率,尾部烟道结渣和腐蚀的可能性小,能够在较低出口烟温下运行。但SNRB对脱硫率要求高于85%的机组不经济,当脱硫要求较低时,SNRB则有较大优势。
2.3 活性炭脱硫脱硝技术
德国、美国最早于20世纪50年代开始活性炭脱硫脱硝研究,日本自20世纪70年代后大力发展了相关工艺[5]。活性炭法脱除机理为:烟气中的SO2在脱硫塔中被活性炭吸附,并被催化氧化为吸附态硫酸,随脱硫塔中活性炭一起被送入分离塔;脱去SO2的烟气将被送入第二级脱硝塔中,在活性炭的催化作用下NOX与NH3在塔中反应生成N2。在分离塔中吸附了H2SO4的活性炭在350℃下热解再生,同时释放出高浓度SO2。该法反应温度为100℃~200℃,SO2脱除率可达90%,NOX脱除率可达70%。活性炭的制备过程包括原料性质、炭化过程、活化条件以及活性炭担载的活性物质是影响其脱除特性的关键因素[6]。在工艺中,活性炭的滞留时间、入口烟温、烟气流量、液NH3浓度等是影响此工艺
2.4 干式一体化NOX/SO2技术
干式一体化NOX/SO2排放控制系统包括的4项控制技术分别为LNB(低NOX燃烧器)、OFA(燃尽风)、SNCR(选择性非催化还原)以及DSI(干吸附剂喷射)加上烟气增湿。NOX脱除通过前三者共同完成,脱硫则是由DSI(钠基或钙基)和烟气增湿活化实现的。脱硝发生在炉内,脱硫则是在空气预热器和纤维布袋除尘器之间的管道系统内完成的。
该一体化系统对燃煤机组是适用的,而且比传统的FGD脱硫加SCR脱硝更经济。它能用于任何机组,但是更适合较老的中小型机组,其优势在于所有排放控制发生在炉内和烟道内,因此不需要额外的空间。脱硫脱硝率可以分别达到70%和80%,主要市场是燃用低硫煤且需要同时脱硫脱硝的小机组。
目前有实用价值的技术还有湿式FGD加金属鳌合物法、烟气脱硫脱硝一体化技术、氯酸氧化法、臭氧法、等离子体法、流化床法、再燃法等。当前研究热点集中于低NOX燃烧器开发、SCR中高效廉价易再生催化剂的开发,活性炭技术的优化,低温等离子体法的研究。随着科技的进步,相信会有越来越多高效、廉价的联合脱硫脱硝工艺出现。
3 同时脱硫脱硝技术
同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂在一个过程内将烟气中的SO2和NOX同时脱除的技术。烟气同时脱硫脱硝技术可分为两大类:炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气中的同时脱除技术,其中燃烧后烟气脱硝是今后进行大规模工业应用的重点。典型的工艺有湿法和干法:干式工艺包括碱性喷雾干燥法、固相吸收和再生法以及吸收剂喷射法等;湿式工艺主要是氧化/吸收法和铁的鳌合物吸收法等,目前同时硫脱硝技术大多处在研究阶段,尚未得到大规模工业应用,并且目前国际上主要集中于干式同时脱硫脱硝工艺的研究。
3.1 电子束法
电子束同时脱硫脱硝技术(EPB)的研究始于20世纪70年代,该法的反应机理是利用高能电子束辐照烟气,使之产生多种活性基团(OH、OH2、O、O3等)氧化烟气中的SO2和NOX,生成HNO3和H2SO4,最后与加入烟气中的NH3反应生成(NH4)NO3和(NH4)2SO4。Paur和Matzing等人做了大量的研究[7]。电子与烟气中主要成分的作用及自由基的形成机理、SO2和NOX的脱除影响因素是EPB技术的研究重点。该法工艺中的关键设备为电子加速器和电子束反应器,前者用于产生电子束,后者促发高能反应来脱除SO2和NOX。在目前已经进行的工业示范设施中,电子束法的脱硫率通常超过90%,脱硝率可达85%以上[8]。
3.2 脉冲电晕法
Palumbo最初把该技术用于脱除SO2,Masuda等人后来发现电晕放电可以同时脱除NOX和SO2[9]。该法和电子束法均属于等离子法,不同的是脉冲电晕法利用高压脉冲电源放电获得活化电子,来打断烟气气体分子的化学键而生成自由基等活性物质,从而脱除SO2和NOX。国内外学者对脉冲电晕法进行了大量的基础研究,得到了脱硫脱硝数据与电子束法相当。但该法和电子束法类似面临着能耗高、氨泄漏等问题,需要深入研究加以解决。
3.3 LILAC工艺
Hokkaido电力公司和Mitsubishi重工业有限公司联合开发了用一种叫LILAC(增强活性石灰一飞灰化合物)的吸收剂联合脱SO2/NOX的吸收剂管道喷射工艺。在混合箱内将飞灰、消石灰和石膏与5倍于总固体重的水混合制得浆液,在处理箱内将制得浆液在95℃下搅拌3~12 h。在烟气处理量为80 m3/h的小试中,Ca与S摩尔比为2.7的条件下,将吸收剂喷射到喷雾干燥塔内能同时脱除90%SO2和70%NOX。
3.4 钙基吸附剂脱硫脱硝法
该法由ADVACATE(ADVAnced sili CATE)半干法脱硫技术发展而来,主要是在Ca(OH)2中加入飞灰、氧化剂、盐类如Ca SO3、Na OH等添加剂,经水合干燥后制备成高效的吸附剂,可对SO2与NOX进行同时脱除,反应温度通常为60℃~125℃。高活性脱附剂的制备要充分考虑物料的配比、添加剂的选择,水合条件等因素的影响。在脱除过程中脱除剂表面特性、反应温度、烟气湿度、烟气O2含量等都是影响脱除率的重要因素。在实验室条件下该法的脱硫率可达80%,脱硝率一般不超过50%。Rochelle等人对ADVACATE同时脱硫脱硝技术做了大量的研究[10],考察了不同添加剂、反应条件对脱除效果的影响以及SO2与NOX在脱除中的相互作用,建立了固定床化学反应模型预测SO2和NOX的脱除率。国内赵毅[11]等正在开发粉煤灰脱硫脱氮技术,并进行了管道喷射实验。该法目前存在的问题为脱硝率较低,NOx的脱除机理及影响因素尚不清楚。
3.5 Combi NOX工艺
Combi NOX工艺是采用碳酸钠、碳酸钙和硫代硫酸钠作为吸收剂的一种新型湿式工艺。其原理的关键反应为:NO2+SO32-=NO2-+SO3-,其中亚碳酸钠的主要作用是提供吸附氮氧化物的亚硫酸根离子;碳酸钙的作用是,一方面吸附二氧化硫,另一方面利用它微溶的性质增加亚硫酸根在吸收液中的浓度,此工艺的吸收物为硫酸钙和氨基磺酸。该工艺的氮氧化物的脱除率为90%~95%,二氧化硫的脱除率为99%。此工艺的缺点是脱除后的产物为钠和钙的硫酸盐及亚硫酸盐的混合物,这给后续处理阶段脱除物带来困难。
4 结语
火电厂烟气脱硫工艺研究 第14篇
【关键词】烟气脱硫；工艺；火电厂
二氧化硫的过量排放是造成我国酸雨不断加剧的主要原因，对人们的生活和生态环境造成了极其严重的破坏。二氧化硫主要来自于煤炭燃烧。作为世界上最大的煤炭消费国，我国煤炭消耗量占我国能源消费总量的70%左右，随着电力需求的不断增长，煤炭消耗量亦迅速攀升。据有关资料显示，早在1998年，我国的二氧化硫的排放已经位居世界首位。长期以来，我国二氧化硫排放总量不断增长，火电厂排放量占全国二氧化硫排放总量的比例也不断增长，所以做好火电厂烟气中二氧化硫的处理至关重要。
一、我国火电厂主要采用的烟气脱硫工艺
据国务院出台《国家环境保护“十二五”规划》规定：到2015年，二氧化硫排放总量要比2010年下降8%，形成了500多万吨SO2的削减能力。为了完成“十二五”规划的目标，我们应该在脱硫工艺上加大研究，就目前来说，火电厂烟气脱硫工艺主要有以下几个：
（一）石灰石/石灰——石膏湿法
该技术是目前火电厂应用最广泛、最稳定、最成熟的工艺，其脱硫效率在95%以上。世界上一些发达国家，比如美国、德国，大多应用该方法。目前，在我国的火电厂应用中，石灰石/石灰法——石膏湿法主要300MW及以上机组中应用。它的主要优势是进行商品化开发，且吸收剂的资源丰富，废渣可抛弃也可回收，成本较低。其潜在的缺陷是设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损，且后期维修、维护投资较大。其原理就是采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液制成吸收浆剂，在吸收塔内，烟气中的SO2与浆剂中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。
（二）喷雾干燥法
喷雾干燥法烟气脱硫法最早应用于四川白马电厂的小型试验中，其典型规模为25MW机组，其总投资为2 000万元，在燃用含硫量为3. 5%的高硫煤时，脱硫率可达80%以上；在燃用含硫量为1.5%的低硫煤时，脱硫率可达90%以上。现阶段，我国已掌握了处理烟气量在7x104m3/h以下及20 t/h以下锅炉的干法烟气脱硫技术，同时，燃料煤最高含硫量可允许达到3. 5%。原理是，通过机械的作用，将待干燥的物料分散成雾状，增大水分蒸发面积，然后在与热空气接触，并在瞬间将大部分水分除去，让物料中的固体物质干燥成粉末。其优点是干燥速度快，易改变干燥条件，调整产品质量标准，同时，生产效率高，操作人员少。
（三）炉内喷钙炉后增湿活化法
该工艺是通过在燃煤锅炉的适当温度区内喷射石灰石粉，并且还要增设活化反应器，用以脱除烟气中的SO2。其脱硫效率一般为70%～85%。在早期我国的南京下关发电厂中曾引进了芬兰的LIFAC烟气脱硫工艺。原理是第一阶段，将325目左右的CaCO3 喷射到锅炉炉膛温度在850～950℃的区域，这时碳酸钙立即受热分解CaO和CO2。然后锅炉烟气中的SO3与CaO反应生成硫酸钙。第二阶段进行炉后增湿活化，首先烟气需要通过垂直烟道进入活化器上部，然后在活化器中喷入雾化水进行增湿。烟气中与水反应生成的Ca（OH）2与烟气中剩余SO2的反应生成CaSO，最后形成相对稳定的脱硫产物。需要注意的是在第一阶段要保确保烟气与颗粒的均匀混合并且有着足够的停留时间，从而可以保证化学反应的进行和液滴的干燥。
（四）烟气循环流化床法
该方法以循环流化床原理为前提，将脱硫剂进行多次再循环，从而加长脱硫剂与烟气的接触时间，使脱硫剂的利用率提高。主要优势是脱硫剂停留时间长，通过对锅炉负荷的变化有着较强适应性。目前，该技术以研发到第三代，也就是内回流循环流化床法，但是该方法在中小规模电厂锅炉上得到应用，在大型锅炉上应用较少。原理是将温度为120～180℃左右的烟气通过文丘里管进入吸收塔内，并在里管出口扩管段设一套喷水装置，以此来提高良好的脱硫反应温度。其中的主要化学反应时SO2与Ca（OH）2的反应生成CaSO3·1/2H2O，此外，还同SO3、HF和HCl反应生成CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。
（五）等离子体烟气脱硫技术
现阶段，通常将该技术分为电子束辐照法（EB）和脉冲电晕等离子法（PPCP）两类。EB法的关键设备是大功率的电子枪，原理是通过高能量的电子将烟气中的氧和水分子进行裂解， 从而产生具有强氧化性的OH、O和HO2原子团，然后对烟气中的SO2进行氧化，生成硫酸，最后在在有氨的条件下，产生稳定的硫酸铵和硫硝铵固体，经除尘器捕捉达到处理硫的目的。
PPCP法利用高电压脉冲在烟气中电晕放电，使SO2与NH3反应生成硫酸铵，最终实现除硫。
二、我国火电厂烟气脱硫生成物的综合利用
对生成物的处理通常分为抛弃或者回收。抛弃法的优势是处理简单、费用低，缺点是占用大量的堆置场地，且造成一定的环境污染。回收法是将二氧化硫转化为硫酸、液体SO2、石膏等可回收物质，世界各国都会根据自身国情来选择处理方法。我国对脱硫生成物的综合利用分为以下几种：
（一）脱硫灰渣
灰渣多产生约干法、半干法进行的脱硫过程中，但方法不同，灰渣的化学成分就不同。RCFB脱硫产物CaCO3和少量的Ca（OH）2等。SDA的脱硫产物含有大量的粉煤灰和少量的1/2H2O
等。LIFAC的脱硫产物主要由粉煤灰组成。对脱硫灰渣进行综合利用时，要根据化学成分进行区分。LIFAC脱硫产生的粉煤灰同普通粉煤灰相比，SO3和CaO的含量较多，可用于水泥混合材料、路基材料、矿棉等，它的优势有较大的环境效益、经济效益，在我国的南京下关发电厂已成功应用。RCFB脱硫产物可用来生产硫酸。
（二）脱硫废水
湿法烟气脱硫工艺对煤种适应性好，其产生的脱硫废水，如不处理，将严重影响周边环境。废水水质比较特殊，需要了解脱硫废水的水质特性才能做好脱硫废水处理。目前，对其应用最多的是方法是化学沉淀法。近几年最新发展的方法是流化床法和化学沉淀-微滤膜法。
三、结束语
要治理我国火电厂烟气脱硫，实现“十二五”规定的目标，需要根据科学发展观并结合具体国情，研发适合我国国情的烟气脱硫工艺，实现资源的综合利用和污染物的处理，从而促进火电厂烟气脱硫产业的稳定发展。
【参考文献】
[1]郭声波.烟气脱硫及硫资源化新工艺[J].环境工程学报，2007， （3）： 97～102.
