明晟環(huán)保氨法脫硫:盤點(diǎn)16種脫氮(硝)、脫硫技術(shù)(一)
煙氣脫硝技術(shù)
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用與發(fā)展的NOx排放控制技術(shù)基本上有以下三種:燃燒控制、爐內(nèi)噴射和煙氣凈化三大方面的技術(shù)。其中前兩種方法是減少燃燒過程中NOx的生成量,第三種方法是針對(duì)燃煤電站和各種工業(yè)廢氣中的NOx進(jìn)行治理。這三種方法的具體特點(diǎn)如下:
燃燒控制技術(shù)
燃燒過程中NOx的控制技術(shù)主要通過改變?nèi)紵龡l件及燃燒器結(jié)構(gòu)的方法來降低NOx的排放。是目前應(yīng)用zui廣泛、相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)并且有效的方法。包括低氧燃燒技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)、低NOx燃燒器等方法。這些方法一般可使煙氣中NOx降低20%~60%。
爐內(nèi)噴射技術(shù)
爐內(nèi)噴射脫硝實(shí)際上是在爐膛上部噴射某種物質(zhì),使其在一定的溫度條件下還原已生成的NOx,以降低NOx的排放量。它包括噴水、噴二次燃料和噴氨等。但噴水和噴二次燃料的方法,尚存在著如何將NO氧化為NO2和解決非選擇性反應(yīng)的問題。
因此,目前還不成熟。比較成熟的方法是噴氨法,它是一種選擇性降低NOx排放量的方法。當(dāng)不采用催化劑時(shí),NH3還原NOx的反應(yīng)只能在950~1050℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,因此這種方法又稱為選擇性非催化脫硝法。
氨的噴入地點(diǎn)一般在爐膛上部煙氣溫度在950~1050℃的區(qū)域內(nèi)。采用該方法要解決好兩個(gè)問題:一是氨的噴射點(diǎn)選擇,要保證在鍋爐負(fù)荷變動(dòng)的情況下,噴入的氨均能在950~1050℃范圍內(nèi)與煙氣反應(yīng);二是噴氨量的選擇要適當(dāng)。采用該方法一般可使NOx降低30%~70%。
以上兩種方法在技術(shù)上簡(jiǎn)單易行,投資少,適合用于對(duì)NOx排放的初步控制,但在控制燃燒過程中會(huì)降低熱效果,使燃料不*燃燒且NOx減少率有限。
煙氣脫硫脫硝技術(shù)
目前煙氣脫硫脫硝技術(shù)種類達(dá)幾十種,按脫硫脫硝過程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài),煙氣脫硫脫硝分為:濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法技術(shù)較為成熟,效率高,操作簡(jiǎn)單。
1濕法煙氣脫硫脫硝技術(shù)
濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng),反應(yīng)速度快,脫硫效率高,一般均高于90%,技術(shù)成熟,適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,在眾多的脫硫技術(shù)中,始終占據(jù)主導(dǎo)地位,占脫硫總裝機(jī)容量的80%以上。
生成物是液體或淤渣,較難處理,設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重,洗滌后煙氣需再熱,能耗高,占地面積大,投資和運(yùn)行費(fèi)用高。系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用于大型電廠。
分類:常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
氧化鎂法脫硫的基本原理與石灰石(石灰)法類同,即以氧化鎂漿液吸收煙氣中的SO2,主要生成三水和多水亞*,然后經(jīng)氧化生成穩(wěn)定和溶解態(tài)的*,再對(duì)*進(jìn)行提濃結(jié)晶,zui后生成MgSO4˙7H2O成品;
2干法煙氣脫硫技術(shù)
優(yōu)點(diǎn):干法煙氣脫硫技術(shù)為氣同反應(yīng),相對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)來說,設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無(wú)污水處理系統(tǒng)等。
缺點(diǎn):但反應(yīng)速度慢,脫硫率低,*的可達(dá)60-80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重,在設(shè)備維護(hù)方面難度較大,設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應(yīng)用。
分類:常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。
3半干法煙氣脫硫技術(shù)
半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動(dòng)床脫硫、煙道噴射脫硫等。
聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)
目前為止,聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)按照脫硫位置大體可以分為兩大類:一是爐內(nèi)燃燒過程中同時(shí)脫硫脫氮技術(shù);二是燃燒后煙氣中同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)。
1燃燒中同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)
對(duì)爐內(nèi)燃燒過程中的脫硝研究,一開始是為了降低燃燒過程中的NOx生成而開發(fā)的,目前此項(xiàng)研究仍很活躍。在此基礎(chǔ)上,為了達(dá)到脫硫的目的,人們又加入固硫劑,對(duì)燃燒過程中產(chǎn)生的SO2進(jìn)行脫除,產(chǎn)生同時(shí)脫硫脫氮的效果。
在此領(lǐng)域代表性的技術(shù)有循環(huán)硫化床燃燒(CFB)、增壓流化床燃燒/蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC-CC)、石灰石注入爐內(nèi)分段燃燒(LIMB)等。它們的共同特點(diǎn)是通過控制燃燒溫度來減少NOx的生成。同時(shí)利用鈣吸收劑來吸收燃燒過程中產(chǎn)生的SO2以達(dá)到同時(shí)控制SO2和NOx排放的目的。這些技術(shù)有不少運(yùn)用到火電廠污染治理。已成為潔凈煤技術(shù)中重要的一部分。
80年代以后,爐內(nèi)同時(shí)脫硫脫氮的研究又拓寬了領(lǐng)域,先后出現(xiàn)了一些新技術(shù)。其中比較引人注目的有石灰/尿素噴射法、鈉質(zhì)吸收劑噴射法、氣體二次燃燒吸收劑噴射工藝以及爐內(nèi)有機(jī)酸鹽吸收劑工藝等。這些技術(shù)的脫硫率一般達(dá)70%~80%,脫硝率50%~70%。
2燃燒后同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)
燃燒后煙氣中聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)是在FGD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。與單獨(dú)采用脫硫或脫氮工藝相比,在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)脫硫脫氮的工藝有很大的*性,比如,減少系統(tǒng)復(fù)雜性,更好的運(yùn)行性能以及低成本。
近年來,對(duì)聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)的研究十分活躍,其中被認(rèn)為具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的方法大致有如下幾種:
1.活性炭法
該工藝的主體設(shè)備是一個(gè)類似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器內(nèi),煙氣中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠,隨后由活性炭吸附。
向吸附塔內(nèi)注入氨,氨與NOx在活性炭的催化還原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭進(jìn)入吸附器加熱再生,再生出的SO2氣體可以通過克勞斯(Clause)反應(yīng)回收硫。再生后的活性炭可以重復(fù)使用。試驗(yàn)結(jié)果表明,脫硫率高達(dá)95%,脫硝率達(dá)50%~80%。
由于活性炭法可以有效的實(shí)現(xiàn)硫的資源化,而且同時(shí)脫硫脫硝降低了煙氣凈化費(fèi)用。因此本工藝的商業(yè)化前景較為看好。
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