燃煤电厂脱硫脱硝方法
电厂锅炉脱硫脱硝及除尘技术
2.1 固体吸附/再生法
(1)碳质物料。根据吸附材料的不同,可以分为采用活性炭吸附法,活性炭吸附的吸附过程有两方面:吸附塔和可再生塔。附着细胞活性炭的唯一方法是黏附塔。吸附塔分为用于脱硝的上层和用于脱硫的下层。此外,活性炭来回移动,烟雾在中间快速流动,并且方向垂直。高(在低温环境下为80%);从深蹲初期排出的烟雾不需要内部加热;没有二次污染的影响;attached附有很多材料,可能会引起轻微中毒;可以从废气中除去HF、HCl、砷和汞,鈶可以进行除尘的工作,planning规划建设成本不高、流动资金使用不多、占地面积过大。日本的Mochida明确提出使用活性炭吸附长纤维通过脱硫器除去氮,通过该方法制得的吸附剂已得到改进,烟气脱硫反硝化的效率和质量为90%。
(2)NO×SO。在美国,使用该技术的装置在1980年开始通过吸收和灭活氟化铝来探索锅炉烟道气和反硝化的过程。黏合剂使用r-镍铁作为重要的载体,并且重要的载体使用碱或。喷涂并涂抹碱性成分和盐的混合物,然后继续加热浸泡的黏合剂并过度干燥以去除多余的水,吸附剂达到饱和后即可再生。该过程是用饱和度的黏合剂将加热元件以约600升的温度重新加热到加热元件的内部,以释放NOx,然后,将NOx连续发送到蒸汽锅炉的燃烧室。NOx的浓度比在燃烧器中产生稳定的物理平衡,因此只能生成过程N2,并且可以将用于减少实际情况的气体添加到再生器中,会产生较高质量浓度的SO2和H2S混合物。
(2)NO×SO。此过程中使用的吸附剂为:CuO/Al2O3或CuO/SiO2。过程如下:当粘合剂与SO2,CuO反应时,产物对NH3完全还原NOx有很大的催化作用,汽提塔的吸附剂达到吸收临界点后,被带入再生器再生池。在此过程中,通常使用H2或CH4还原先前的产物,生成的产物可通过克劳斯使用的设备进行回收;通过还原现实获得的Cu或Cu 2S通过黏着直接加工机再加工成CuO,并将生成的过程反复循环到该过程中。该工艺还可脱除90%以上的SO2和75%~80%的NOX:以摄氏度为单位,对内加热设备和高生产成本的胶粘剂等有很高的要求。
2.2 湿式电除尘器
在火电厂中,蒸汽锅炉厂生产初期除尘技术的稳定性较高,一次除尘的效率和质量较高。从目前的角度来看,电极的高速旋转的使用以及静电除尘的后续处理是未来发展的主要方向。在热电厂中,快速旋转的清洁刷和旋转的阳极金属板一起在阴极反应部分中形成快速旋转的正极。当灰层积聚到较大的厚度时,需要将其完全清除以防止二次烟雾的产生。这种常用方法具有更合理的吸尘效果,非常好。在实际数据静电除尘的过程中,如果粉尘排放污染的基本标准较高,就要加湿式静电除尘器。
(1)加湿式静电除尘器。与干式电除尘器相比,采用各种真空设备也可避免二次扬尘的发生,且除尘处理效率较高。一般来说,静电除尘率在70%左右。目前,在蒸汽锅炉的制造和生产过程中,烟气脱硫、脱硫、脱硝和除灰技术的应用还存在一定的局限性。为此,可以综合选择燃煤技术与各种烟气脱硝技术相结合,脱硝技术与脱硫装置等各种静电除尘技术相结合。工作时,采用干式预旋转电极表面除尘器,然后,在锅炉烟气完成后,采用湿式除尘器可增加热量,最终完成任务的回收和处理的控制装置,并能有效提高一次除尘的效率明显。湿式静电袋式除尘器的方面使用小空间电荷来传输直流负高压。
同时,空间中的各种气体将形成过氧化氢,燃烧中的液滴和小颗粒会黏附在身上,然后捕获污染物的小颗粒。首先,将它们放入自动集尘盘中以收集小的金属灰尘颗粒。干式电动旋风除尘器通过不同的振动和声音方式将灰尘收集在一起。
(2)湿式电袋集尘器。湿式电袋集尘器将有毒烟雾中的小颗粒收集到集尘器的后表面,以产生当前的下溢状态。通过更合理的洗涤方法,可以及时收集灰斗中的灰尘,两种技术之间存在差异,浓烟之间也存在差异。干燥静电旋风分离器的温度和湿度很高,但是,室内温度很高。湿式静电袋式除尘器的湿度非常高,会形成许多液滴。根据不同类型的有机过程,湿式静电旋风分离器的阴极板将配备水分配系统的功能,细小的水蒸气将被喷入反电极中。
细小的白雾在电场中被雾化到电极上,电场起作用,使细小的水气与大的金属尘埃颗粒粘在一起,使加湿的小颗粒最终凝结,最终电场可以发挥作用在收集金属小尘粒方面起着推动作用,在集尘器中,水雾将在其表面层上形成高质量的水膜。水膜会将收集到的灰尘洗净到烟灰桶中,并将灰尘从身体排出。
在某些湿式静电袋式集尘器中,没有任何武器可以对系统进行喷涂,并且烟道气中的多余水分处于饱和且稳定的状态。然后,水蒸气将收集在集尘器中,并且薄雾的表面仍会在表面上形成水膜以去除灰尘。为了确保最佳操作效果,应确定精炼系统应通过叶面喷水实施操作方法。
2.3 布袋除尘器
袋式集尘器是一种高效除尘装置,它使用过滤器组件(滤袋)将灰尘中的有害物质中的固体,细小液体颗粒或气体分离和捕集。
过滤袋是其主要组成部分,由过滤材料制成袋状。金属骨架固定在集尘器的内部结构中,纤维材料是过滤材料和材料的基础。就新型袋式集尘器而言,过滤器的次要功能是长纤维层,而长纤维层实际上具有较大的孔径,并且集尘器和效率不高。随着过滤过程的增加,一些大的灰尘颗粒被阻塞在过滤材料的体表上,形成一个小的颗粒层(在灰氧气流开始时),并且过滤袋表面的孔径变小了,它可以阻挡更多的小颗粒。
此时,主过滤器是灰尘喷射室,因此,多孔结构的直径增大,因此,静电除尘器和一次集尘器的效率降低。因为,袋式旋风除尘器的高除尘和效率的主要原因是通过在过滤材料的外表面上形成灰尘层。过滤材料仅在促进系统形成一层灰尘颗粒和支撑大量灰尘的框架方面起作用。
因此,即使设计合理,灰尘层也可以,但对于较大和较小的颗粒,滤网较大的滤布也可以具有较高的除尘效率,袋式除尘器也有缺点,例如,运行中的阻力大,粉尘和酸露点的整体温度等对过滤材料的寿命有很大影响;袋子需要清洗,但是,清洗必须使袋子振动,在过滤过程中,大大小小的煤尘颗粒会严重磨损袋子,从而降低袋子的实际使用寿命。袋式除尘器的平均寿命少于2年,这限制了袋式除尘器在发电厂的应用,另外,袋式过滤器的耐高温性和性能也受到限制。
摘要
分析了我国焦化行业SO2、NOx排放现状及污染物浓度的主要影响因素,对比了以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法、喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的焦炉烟气脱硫技术,以低氮燃烧技术、低温选择性催化还原脱硝技术、氧化脱硝等为代表的焦炉烟气脱硝技术,以活性焦、液态催化氧化等为代表的焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术的工艺原理、脱硫脱硝效率及各自优缺点总结了焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选择、烟气排放、次生污染等方面存在的问题。指出焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面,并不断加强焦炉操作管理水平及新技术的应用。
引言
燃煤烟气中的SO2和NOx所引起的酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境污染已严重影响人类生存与发展。目前最有效且应用最广的燃煤烟气SO2和NOx污染治理措施是燃烧后烟气脱硫脱硝技术。作为国内第二大用煤领域,我国煤炭焦化年耗原煤约10亿t,占全国煤炭消耗总量的1/3左右。当前,燃煤发电领域气脱硫脱硝技术发展及应用相对成熟,大部分煤电企业SO2和NOx排放已达超净标12017年第6期洁净煤技术第23卷准但作为传统煤化工行业,我国焦化领域发展相对粗放,污染物治理措施更是在近年来不断严苛的环保政策下迫以实行,多数焦化企业尚未实现焦炉烟气SO2和NOx排放有效防控,与GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中的规定有一定差距。由于焦炉烟气与燃煤电厂烟气在烟气温度、SO2和NOx含量等方面均存在差异,故二者的脱硫脱硝治理技术路线不能完全等同。研究与实践表明,我国焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选取、关键催化剂国产化、系统稳定运行等方面存在一定问题,严重制约了焦化行业污染物达标排放。
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1焦化行业SO2及NOx排放现状
据统计,2015年全国SO2排放总量为1859.1万t、NOx排放总量为1851.8万t。煤炭焦化是工业用煤领域主要污染源之一,焦炉烟气是焦化企业中最主要的废气污染源,约60%的SO2及90%的NOx来源于此。焦炉烟气中SO2浓度与燃料种类、燃料中硫元素形态、燃料氧含量、焦炉炭化室串漏程度等密切相关NOx浓度则与燃烧温度、空气过剩系数、燃料气在高温火焰区停留时间等密切相关。以焦炉煤气为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为160mg/m3左右、NOx直接排放浓度为600~900mg/m3(最高时可达1000mg/m3以上)以高炉煤气等低热值煤气(或混合煤气)为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为40~150mg/m3、NOx直接排放浓度为300~600mg/m3。可见,无论以焦炉煤气或高炉煤气为主要燃料的工艺,如未经治理,其烟气中的SO2和NOx浓度均难以稳定达到标准限值排放要求。
随着国家对环境保护的日益重视,我国焦化领域烟气达标排放势在必行。2017年起,《排污许可证申请与核发技术规范-炼焦化学工业》将首次执行,该规范对焦化行业污染物排放提出了更高要求。如前所述,焦炉烟气中SO2和NOx达标排放的主要技术手段为末端脱硫脱硝治理,故本文将对比分析我国焦炉烟气现行脱硫脱硝技术工艺原理、硫硝脱除效率及各自技术优缺点,总结国内焦炉烟气脱硫脱硝技术应用存在的共性问题,以期为我国焦化行业脱硫脱硝技术的选择与优化提供参考。
2焦炉烟气脱硫脱硝技术
目前,我国焦炉烟气常用的末端脱硫脱硝的治理工艺路线可分为单独脱硫、单独脱硝、脱硫脱硝一体化等3类。
2.1脱硫技术
根据脱硫剂的类型及操作特点,烟气脱硫技术通常可分为湿法、半干法和干法脱硫。当前,焦炉烟气脱硫领域应用较多的为以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法等为代表的湿法脱硫技术和以喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的半干法脱硫技术,而干法脱硫技术的应用较为少见,故本文着重介绍湿法及半干法焦炉烟气脱硫技术。
2.1.1湿法脱硫技术
1)氨法
氨法脱硫的原理是焦炉烟气中的SO2与氨吸收剂接触后,发生化学反应生成NH4HSO3和(NH4)2SO3,(NH4)2SO3将与SO2发生化学反应生成NH4HSO3吸收过程中,不断补充氨使对SO2不具有吸收能力的NH4HSO3转化为(NH4)2SO3,从而利用(NH4)2SO3与NH4HSO3的不断转换来吸收烟气中的SO2(NH4)2SO3经氧化、结晶、过滤、干燥后得到副产品硫酸铵,从而脱除SO2。
焦炉烟气氨法脱硫效率可达95%~99%。吸收剂利用率高,脱硫效率高,SO2资源化利用,工艺流程结构简单,无废渣、废气排放是此法的主要优点但该法仍存在系统需要防腐,氨逃逸、氨损,吸收剂价格昂贵、脱硫成本高、不能去除重金属、二恶英等缺点。
2)石灰/石灰石法
石灰/石灰石法脱硫工艺由于具有吸收剂资源丰富、成本低廉等优点而成为应用最多的一种烟气脱硫技术。该工艺主要应用氧化钙或碳酸钙浆液在湿式洗涤塔中吸收SO2,即烟气在吸收塔内与喷洒的吸收剂混合接触反应而生成CaSO3,CaSO3又与塔底部鼓入的空气发生氧化反应而生成石膏。焦炉烟气石灰/石灰石法脱硫效率一般可达95%以上。石灰/石灰石法脱硫的优点在于吸收剂利用率高,煤种适应性强,脱硫副产物便于综合利用,技术成熟,运行可靠而系统复杂、设备庞大、一次性投资大、耗水量大、易结垢堵塞,烟气携带浆液造成“石膏雨”、脱硫废水处理难度大等是其主要不足。
3)双碱法
双碱法,即在SO2吸收和吸收液处理过程中使用了不同类型的碱,其主要工艺是先用碱金属钠盐清液作为吸收剂吸收SO2,生成Na2SO3盐类溶液,然后在反应池中用石灰(石灰石)和Na2SO3起化学反应,对吸收液进行再生,再生后的吸收液循环使用,SO2最终以石膏形式析出。双碱法焦炉烟气脱硫效率可达90%以上。双碱法脱硫系统一般不会产生沉淀物,且吸收塔不产生堵塞和磨损但工艺流程复杂,投资较大,运行费用高,吸收过程中产生的Na2SO4不易除去而降低石膏质量,吸收液再生困难等均是该技术需要解决的问题。
4)氧化镁法
氧化镁法脱硫是一种较成熟的技术,但由于氧化镁资源储量有限且分布不均,因此该法在世界范围内未得到广泛应用而我国氧化镁资源丰富,有发展氧化镁脱硫的独特条件。该工艺是以氧化镁浆液作为吸收剂吸收SO2而生成MgSO3结晶,然后对MgSO3结晶进行分离、干燥及焙烧分解等处理后,MgSO3分解再生的氧化镁返回吸收系统循环使用,释放出的SO2富集气体可加工成硫酸或硫磺等产品。该法脱硫效率可达95%以上。氧化镁法脱硫技术成熟可靠、适用范围广,副产品回收价值高,不发生结垢、磨损、管路堵塞等现象但该法工艺流程复杂,能耗高,运行费用高,规模化应用受到氧化镁来源限制且废水中Mg2+处理困难。
2.1.2半干法脱硫技术
1)喷雾干燥法
喷雾干燥法脱硫是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。该法所用吸收剂一般是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下,喷雾干燥法焦炉烟气脱硫效可达85%左右。其优点在于脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态易处理的CaSO4、CaSO3,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少缺点是自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率有待提高。所以,选择开发合理的吸收剂是喷雾干燥法脱硫面临的新难题。
2)循环流化床法
该法以循环流化床原理为基础,通过对吸收剂的多次循环延长吸收剂与烟气的接触时间,通过床层的湍流加强吸收剂对SO2的吸收,从而极大地提高了吸收剂的利用率和脱硫效率。该法的优点在于吸收塔及其下游设备不会产生黏结、堵塞和腐蚀等现象,脱硫效率高,运行费用低,脱硫副产物排放少等。但此法核心技术和关键设备依赖于进口,且造价昂贵,限制了其应用推广。因此因地制宜的研究开发具有自主知识产权,适合我国国情的循环流化床焦炉烟气脱硫技术成为研究者关注的重点此外,该法副产物中亚硫酸钙含量大于硫酸钙含量,并且为了达到高的脱硫率而不得不在烟气露点附近操作,从而造成了吸收剂在反应器中的富集,这也是循环流化床脱硫工艺有待改进的方面。
2.1.3焦炉烟气常用脱硫技术对比
焦炉烟气常用脱硫技术对比见表1。
2.2脱硝技术
当前,焦炉烟气常用脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、低温选择性催化还原(低温SCR)技术和氧化脱硝技术等3种。
1)低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是指基于NOx生成机理,以改变燃烧条件的方法来降低NOx排放,从而实现燃烧过程中对NOx生成量的控制。焦炉加热低氮燃烧技术主要包括烟气再循环、焦炉分段加热、实际燃烧温度控制等技术。烟气再循环是焦化领域目前应用较普遍的低氮燃烧技术,我国现有焦炉大部分采用该技术。研究实践表明:烟气再循环的适宜控制量32017年第6期洁净煤技术第23卷为10%~20%,若超过30%,则会降低燃烧效率该方法的控硝效果最高可达25%。焦炉分段加热一般是用空气、煤气分段供给加热来降低燃烧强度,从而实现热力型氮氧化物生成量减少的效果。实际燃烧温度控制技术是我国自主研发的焦炉温度控制系统,该技术可优化焦炉加热制度,调整焦炉横排温度,降低焦炉操作火道温度,避免出现高温点,降低焦炉空气过剩系数,从而减少NOx生成。理论计算表明,焦炉若采用烟气再循环与分段加热技术组合,可实现NOx排放量低于500mg/m3以下的目标若采用烟气再循环与实际燃烧温度控制技术组合,NOx排放可控制在600mg/m3左右。
2)低温SCR脱硝
与火电厂烟气相比,焦炉烟气温度相对较低,一般为170~280℃针对该特性,我国相关机构开发出低温SCR焦炉烟气脱硝技术,该技术的脱硝效率可达70%以上。低温SCR焦炉烟气脱硝工艺是在一定温度的烟气中喷入氨或尿素等还原剂,混有还原剂的烟气流经专有催化剂反应器,在催化剂作用下,还原剂与烟气中的NOx发生还原反应而生成氮气和水,从而达到脱硝的效果。
低温SCR烟气脱硝技术是目前焦炉烟气脱硝技术中相对成熟和可靠的工艺,脱硝效率较高且易于控制,运行安全可靠,不会对大气造成二次污染催化剂是制约低温SCR脱硝技术发展的核心问题,降低催化剂进口依赖程度、防止催化剂中毒、解决废弃催化剂所产生的二次污染问题是低温SCR焦炉烟气脱硝技术应努力攻关的方向。
3)氧化脱硝
氧化脱硝技术是利用强氧化剂将NO氧化成高价态的氮氧化物,然后利用碱液进行喷淋吸收的脱硝工艺目前,在焦炉烟气脱硫脱硝措施中应用的氧化剂主要为臭氧和双氧水。该法设备占地面积小,能同时脱除汞等其他污染物但该工艺存在氧化剂消耗量大,运行费用高,能耗高,对设备材质要求高,易产生臭氧二次污染等问题。
2.3脱硫脱硝一体化技术
烟气脱硫脱硝一体化技术在经济性、资源利用率等方面存在显著优势,成为近年来研究与利用的点。焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术主要集中于活性焦脱硫脱硝一体化技术和液态催化氧化法脱硫脱硝2种。
1)活性焦脱硫脱硝一体化技术
活性焦脱硫脱硝一体化技术是利用活性焦的吸附特性和催化特性,同时脱除烟气中的SO2和NOx并回收硫资源的干法烟气处理技术。其脱硫原理是基于SO2在活性焦表面的吸附和催化作用,烟气中的SO2在110~180℃下,与烟气中氧气、水蒸气发生反应生成硫酸吸附在活性焦孔隙内脱硝原理是利用活性焦的催化特性,采用低温选择性催化还原反应,在烟气中配入少量NH3,促使NO发生选择性催化还原反应生成无害的N2直接排放。
该法SO2和NOx脱除效率可达80%以上。不消耗工艺水、多种污染物联合脱除、硫资源化回收、节省投资等是焦炉烟气活性焦法脱硫脱硝技术的优点而该工艺路线也存在活性焦损耗大、喷射氨造成管道堵塞、脱硫速率慢等缺点,一定程度上阻碍了其工业推广应用。
2)液态催化氧化法脱硫脱硝技术
液态催化氧化法(LCO)脱硫脱硝技术是指氧化剂在有机催化剂的作用下,将烟气中的SO2和NOx持续氧化成硫酸和硝酸,随后与加入的碱性物质(如氨水等)发生反应而快速生成硫酸铵和硝酸铵。焦炉烟气液态催化氧化法SO2、NOx脱除效率可分别达到90%及70%以上。硫硝脱除效率高、不产生二次污染、烟温适应范围广等优势使焦炉烟气液态催化氧化法脱硫脱硝技术具有较好的推广前景但硫酸铵产品纯度、液氨的安全保障、有机催化剂损失控制、设备腐蚀等问题仍是液态催化氧化脱硫脱硝技术亟需解决的难点。
2.4当前焦炉烟气脱硫脱硝技术存在的问题
1)单独脱硫与单独脱硝组合顺序的选择
根据工艺条件要求,脱硝需在高温下进行,脱硫需在低温下进行。若选择先脱硫后脱硝,则经过脱硫后烟温降低,进入脱硝工序之前需将烟温由80℃提升至200℃以上,这将造成能源浪费并增加企业成本若选择先脱硝后脱硫,在脱硝催化剂作用下,烟气中SO2被部分催化氧化成SO3,生成的SO3与逃逸的NH3和水蒸气反应生成硫酸氢铵,硫酸氢铵具有黏性和腐蚀性,会对脱硝催化剂和下游设备造成堵塞和腐蚀,从而影响脱硝效果及设备使用寿命。
2)焦炉烟气脱硫脱硝后烟气排放问题
焦炉烟气经脱硫脱硝后,可选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放或由焦炉烟囱排放2种方式。若选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放,则当发生停电事故时,烟气必须通过焦炉烟囱排放,而焦炉烟囱由于长时间不使用处于冷态,无法及时形成吸力而导致烟气不能排放,从而引发爆炸等安全事故脱硫脱硝后的烟气若选择通过焦炉烟囱排放,由于当前很多脱硫脱硝工艺经净化后焦炉烟气温度低于130℃,这种低温将使烟囱吸力不够、排烟困难,从而引起系统阻力增大、烟囱腐蚀,不利于整个生产、净化系统稳定,甚至引起安全事故。
3)焦炉烟气脱硫脱硝后次生污染问题
焦炉烟气经脱硫脱硝后可能产生以下次生污染:①湿法脱硫外排烟气中的大量水汽与空气中漂浮的微生物作用形成气溶胶,最终导致雾霾天气的发生②氨法脱硫工艺存在氨由于挥发而逃逸的问题③当前,脱硫副产物的市场前景及销路不畅,会大量堆存污染环境④当前的脱硫脱硝催化剂大多为钒系或钛系,更换后,用过的催化剂成为危废,若运输和处理过程中管理不当易产生污染。
3结语与建议
1)焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面应重视污染物源头控制措施,如:有条件的企业应采用高炉煤气或高炉煤气与焦炉煤气的混合作为加热燃料,从源头控制污染物的产生,从而为后续净化系统降低处理难度选择合理的焦炉煤气脱硫工艺,将焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢等尽可能脱除,以减少焦炉煤气作为加热热源燃烧时产生的硫氧化物。
2)加强焦炉操作管理,对控制污染物排放具有积极促进作用,如:通过加强炉体维护可有效控制炉体串漏,从而避免未经净化的荒煤气进入燃烧室而引起焦炉烟气污染物排放超标故焦化企业应重视并采取可靠手段加强焦炉操作与管理,以实现控制污染物排放、延长焦炉使用寿命、维护产品质量稳定的多重效益。
3)烟气燃烧温度对氮氧化物产生量具有重要影响,煤炭焦化领域可采取适用的低氮燃烧技术从源头控制污染物产生如:可采取分段燃烧、烟气再循环等加热方式,控制燃烧室温度,从而抑制氮氧化物产生,以减少后续脱硝系统净化难度。
脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。
为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。
1)活性炭法
该工艺主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器内,烟气中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,产生稀硫酸气溶胶,随后由活性炭吸附。向吸附塔内注入氨,氨与NOx在活性炭催化还原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可进入脱附器中加热再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法
WSA-SNOx法是湿式洗涤并脱除NOx技术。在该工艺中烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3,SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。
3)NOxSO法
在电除尘器下游设置流化床吸收塔,用硫酸钠浸渍过的γ-Al2O3圆球作为吸收剂,吸收剂吸收NOx、SO2后,在高温下用还原性气体(CO、CH4等)进行还原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射线法
高能粒子射线法包括电子束(EBA)工艺和等离子体工艺,原理是利用高能粒子(离子)将烟气中的部分分子电离,形成活性自由基和自由电子等,氧化烟气中的NOx。这种技术不仅能去除烟气中的NOx和SO2,还能同时去除重金属等物质。
5)湿式FGD加金属螯合物法
仲兆平等发明了喷射鼓泡法用烟气脱硫脱硝吸收液,包括石灰或石灰石浆液、占石灰或石灰石浆液0.05%~0.5%(质量分数)的水溶性有机酸和占石灰或石灰石浆液0.03%~0.3%(质量分数)的铁系或铜系金属螯合物。
6)氯酸氧化法
由于氯酸的强氧化性,采用含有氯酸的氧化吸收液可以同时脱硫脱硝,脱硫率可达98%,脱硝率达95%以上,还可以脱除有毒的微量金属元素。除了采用氯酸脱硫脱硝外,采用NaClO3/NaOH同时脱除SO2和NOx也获得较好的效果。
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2.工艺简单,使用方便,空间布置灵活;标准化的气流混合及定量输送一体化装置,不受现有脱硝现场的场地及空间限制。
3.项目一次性投资少;相对于以前的老工艺投资减少了很多。
4.后期运行费用低;高分子脱硝剂的用量比和氨系SNCR还原剂的用量相同或者还要低。一般在脱硝剂消耗费用在30~50元/吨煤。
5.没有有害副产物,不形成二次污染。
6.具有节能和清洁的xg;在使用了高分子脱硝剂之后,锅炉管壁积灰和结焦都会缓解或qc,使热传导加快,热损失减少,因而起到节能和清洁的xg。和传统的SNCR脱硝工艺相比,固态高分子脱硝工艺无需向炉膛中喷入工艺水,无需消耗气化潜热,因此也提高了锅炉的燃烧效率。
7.脱硝系统aq性好高分子脱硝剂为固体粉m,***不属于危险品,无aq问题。因此PNCR在脱硝工艺上的aq性大大提高,不腐蚀炉壁管,因喷进炉膛的脱硝剂为干粉,无水分对炉壁管没有腐蚀。
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北极星大气网讯:摘 要:随着国民经济的不断增长,社会对煤炭资源的需求开始不断增长,大量燃煤产品被燃烧运用将会释放出非常多的有毒有害气体,威胁到周遭居民和工作人员的生命健康。针对于此,国家政府必须加强对市场燃煤运用的监督管理工作,减少有毒有害气体的排放,目前市场上应用技术较多却没有一种高效的办法。通过进一步研究得出燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术,该项技术作为一种新兴高效技术,能够有效解决燃煤烟气污染有害问题,促进我国煤矿经济与生态环境共同发展。本文将进一步对燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术展开分析与探讨。
0 引言
在经济全球化时代发展背景下,我国工业行业在大力发展,以至于煤炭的开采和使用量一直居高不下,长此以往对环境造成严重的破坏,并且达不到环境的自然修复能力,威胁人类的生存。因此必须高度重视生态环境保护工作,不能盲目为了提高企业生产力,而忽视了对生态环境保护工作。为了有效降低在生产过程中燃煤烟气对周围环境的影响,企业必须采取措施,控制有毒有害气体的排放。目前应用较多的办法有选择性催化还原法、非选择性催化还原法、石灰石-石膏法脱硫等,而这些技术占地面积大、耗时耗力、效率低、有二次污染风险,因此,引进先进的燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术势在必行,该项技术能够帮助企业有效减小燃煤空气污染,并且最大程度提高燃煤烟气的脱硫脱硝工作效率,确保企业在最低成本下创造出最大的社会经济效益,促进企业建设稳定持续的发展。
1 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究应用的不足之处
1.1 脱硫脱硝工作效率不高
在市场中一些中小工业企业由于受到自身发展水平和条件的限制,在燃煤烟气脱硫一体化研究应用工作中缺乏引进专业完善的机组设备,导致难以最大程度发挥出市场上脱硫脱硝一体化技术的价值作用,全面提高脱硫脱硝工作效率,有效降低燃煤烟气对周围生态环境的危害程度。针对于此,中小企业可以通过科学有效采取炉内喷钙技术,该技术最为显著的特点就是简单省事、耗能低、无二次污染,能够达到良好的脱硫脱硝目的,在我国市场中具有不错的发展前景。
1.2 吸附材料发展水平低
在目前市场中,燃煤烟气脱硫脱硝吸附材料可以划分为两种,一种是人们熟知的活性炭吸附材料,另一种则是氧化铜吸附材料[1]。活性炭吸附材料的应用优势在于孔隙大吸附性高、应用范围广,通过将活性炭应用在燃煤烟气脱硫脱硝工作中,能够有效起到净化杂质的作用。然而,实际情况是随着我国工业产业的高速发展,活性炭吸附材料已经无法满足工业发展需求。氧化铜虽然具备了良好的燃煤烟气脱硫脱硝吸附效果,但是该种吸附材料的大量使用需要企业投入过高的运营成本,不利于工业企业稳定持续发展。
2 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术应用的改进措施
2.1 创新应用选择性催化脱硫脱硝工艺
现代企业在燃煤烟气脱硫脱硝处理工作中,可以通过创新采用选择性脱硫脱硝工艺,该项工艺技术的辅助应用能够确保在最短时间内将燃煤烟气中的氮化物快速还原成氮气。除此之外,在高质量催化剂作用下能够实现将烟气中二氧化硫成功转化为无毒无害的硫化物。在目前市场上被广泛采用的选择性催化脱硫脱硝工艺技术多种多样,不同工艺实践操作程序基本保持一致。工作人员在运用该项脱硫脱硝工艺时,第一步要展开全面除尘处理作业;第二步要利用高温形式进行脱硝处理[2];最后一步是利用对应的催化还原技术去有效处理燃煤烟气,将烟气中二氧化硫转化为无毒无害的硫化物,帮助企业科学高效完成燃煤烟气的脱硫工作目标。
2.2 高效应用氯酸氧化法
在燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺技术发展中,氯酸氧化法作为一种新型高效的液相脱硫脱硝一体化技术,其工作原理是通过将燃煤烟气排放到氧化吸收塔,促使烟气中的二氧化硫、一氧化氮被氯酸氧化成氯化氢、硫酸以及硝酸等物质。接着,相关工作人员将适当量的氧化氢钠和硫化钠吸收剂放置于碱式吸收塔中,该吸收剂能够起到有效吸收参与酸性气体的作用。氯酸氧化法应用优势特点在于适应性强、环境要求不高以及脱硫脱硝率高等,能够满足企业燃煤烟气脱硫脱硝工作的各项发展要求。值得注意的是氯酸氧化法需要采用的氯酸物质具有强腐蚀性,这个特点决定了对配套装置设备材质要求高,需要投入更多的资金和时间去研究开发该项技术。
2.3 科学应用干式吸附再生技术
在目前市场中,广泛采用的干式吸附再生技术主要包括了三种,它们分别是尿素法、LILAC处理法以及NIXSO处理法。就比如,其中NIXSO处理法的应用工作原理是基于利用钠盐,将适当量的钠盐有效涂抹在 γ-AL2O3圆球上,此时钠盐就会成功吸收到燃煤烟气中所含的二氧化硫和氨氮化合物[3]。除此之外,企业工作人员还可以对饱和后的钠盐进行二次利用,通过将钠盐放置在合适温度环境中,钠盐将会分解出之前吸收掉的氨氮化合物,一旦该化合物达到一定浓度时,吸附剂内部就会形成化学平衡状态,那么工作人员就能够进行二次利用。该项技术在实际运用也较多。
3 结束语
综上所述,现代工业企业要想促进自身稳定持续发展,创造出更多社会经济效益,就必须高度重视环境治理,然而燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术还存在着不足之处,需要不断地去开拓和发展,企业要安排专业人员创新完善该项技术,提高脱硝工作效率,降低燃煤烟气对生态环境造成的污染程度。