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工業煙氣如何鹼式脫硫

發布時間:2023-01-22 06:17:22

Ⅰ 煙氣脫硫(脫硝)的方法分別包括哪些

煙氣脫硫(脫硝)的方法:
固體吸附再生法
主要有碳質材料吸附法、吸附法。

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。活性炭吸附法整個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,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處理後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,出口排塵濃度小於10mg/m3;⑧可以回收副產品,如:高純硫磺、濃硫酸、化學肥料等;⑨建設費用低,運轉費用經濟,佔地面積小。
新的活性炭纖維脫硫脫硝技術。該技術是將活性炭製成直徑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,該技術脫硫脫硝率可達90%。
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。
該法的吸附劑是以r-氧化鋁為載體,用鹼或鹼成分鹽的溶液噴塗載體,然後將浸泡過的吸附劑加熱、乾燥,去除殘余水分而製成。吸附劑吸附飽和後可以再生,再生過程是將吸附飽和的吸附劑送入加熱器,在溫度600℃左右加熱使得nox被釋放,然後將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吸附脫硫脫硝工藝法採用吸附劑進行脫硫脫硝,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;由於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:吸附劑吸收飽和後生成的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又重新用於吸收還原過程。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。
吸附法反應溫度要求高,需加熱裝置,並且吸附劑的制各成本較高。隨著研究的進展,出現了將活性焦/炭(ac)與cuo結合的方法。二者結合後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。
採用一步法乾式洗滌,可脫除煙氣中99%以上的硫氧化物,並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准。由於它採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。該工藝適用於以天然氣或煤為燃料的發電廠,仍在實驗階段,未見諸工業應用。

氣固催化脫硫脫硝技術
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,比起傳統的工藝,具有更高的氮氧化物脫除效率。
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。
該工藝除了將煙氣中的so2轉化為so3後製成硫酸,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。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,適用於老廠的改造。
是一種新型的高溫煙氣凈化工藝,該工藝能同時去除二氧化硫、氮氧化物和煙塵,並且都是在一個高溫的集塵室中集中處理。由於將三種污染物的脫除集中在一個設備上,從而降低了成本並減少了佔地面積。其缺點是由於要求的煙氣溫度為300℃~500℃,就需要採用特殊的耐高溫陶瓷纖維編織的過濾袋,因而增加了成本。
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h2s,nox還原為n2,剩餘的氧還原為水;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。
循環流化床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。
煙氣循環流化床聯合脫硫脫硝技術是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℃。

吸收劑噴射技術
將鹼或尿素等乾粉噴入爐膛、煙道或噴霧乾式洗滌塔內,在一定條件下能同時脫除二氧化硫和氮氧化物。脫硝率主要取決於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,該工藝適用於高硫煤煙氣處理。
爐膛石灰(石)/尿素噴射同時脫硫脫硝工藝將爐膛噴鈣和選擇非催化還原結合起來,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,這可能是由於吸收劑磨得更細、更具活性。
整體乾式so2/nox排放控制工藝採用下置式燃燒器,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。過剩空氣的引入是為了完成燃燒過程,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,而且在通入過剩空氣後可減少70%以上的nox排放。無論是整體聯用乾式so2/nox排放控制系統,還是單個技術,都可應用於電廠或工業鍋爐上,主要適用於較老的中小型機組。

電子活化氧化法
主要有電子束照射法和脈沖電暈等離子體法。
1.電子束照射法
利用陰極發射並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。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。
2.脈沖電暈等離子體法
該方法由於具有設備簡單、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於等離子體法.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。

濕法脫硫脫硝
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大多處於研究階段,包括氧化法和濕式絡合法。

氧化法
氯酸氧化工藝是採用濕式洗滌系統,在一套設備中同時脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。工藝採用氧化吸收塔和鹼式吸收塔兩段工藝,在脫除二氧化硫和氮氧化物的同時脫除有毒微量金屬元素,如as、be、cd、cr、pb、hg和se。isabelle等研究了在酸性條件下利用雙氧水將nox和so2氧化成硝酸和硫酸的工藝。
黃磷氧化法是將no氧化為no2,與液態的鹼性吸收漿液反應生成硫酸鹽和硝酸鹽,對二氧化硫和氮氧化物的去除率達到95%以上,但黃磷具有易燃性、不穩定性和一定的毒性,需用預處理的方法解決這些問題。

濕式絡合吸收工藝
濕式絡合吸收工藝一般採用鐵或鈷作催化劑。在水溶液中加入能絡合no的絡合劑後,使之結合成絡合物。與絡合劑結合的no可與溶液中的so32-/hso3-發生反應,形成一系列n-s化合物,並使絡合劑再生。該工藝需通過從吸收液中去除連二硫酸鹽、硫酸鹽和n-s化合物以及三價鐵螯合物還原成亞鐵螯合物而使吸收液再生。

Ⅱ 煙氣脫硫脫硝技術的介紹

一、脫硫技術
目前煙氣脫硫技術種類達幾十種,按脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態,煙氣脫硫分為:濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術較為成熟,效率高,操作簡單。

1.濕法煙氣脫硫技術
優點:濕法煙氣脫硫技術為氣液反應,反應速度快,脫硫效率高,一般均高於90%,技術成熟,適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟,生產運行安全可靠,在眾多的脫硫技術中,始終占據主導地位,占脫硫總裝機容量的80%以上。
缺點:生成物是液體或淤渣,較難處理,設備腐蝕性嚴重,洗滌後煙氣需再熱,能耗高,佔地面積大,投資和運行費用高。系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用於大型電廠。
分類:常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
A.石灰石/石灰-石膏法:
原理:是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2,生成亞硫酸鈣,經分離的亞硫酸鈣(CaSO3)可以拋棄,也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技術最成熟、運行狀況最穩定的脫硫工藝,脫硫效率達到90%以上。
目前傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現在的中國市場應用是比較廣泛的,其採用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫後生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣,由於其溶解度較小,極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。對比石灰石法脫硫技術,雙鹼法煙氣脫硫技術則克服了石灰石—石灰法容易結垢的缺點。
B.間接石灰石-石膏法:
常見的間接石灰石-石膏法有:鈉鹼雙鹼法、鹼性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理:鈉鹼、鹼性氧化鋁(Al2O3˙nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液與石灰石反應而得以再生,並生成石膏。該法操作簡單,二次污染少,無結垢和堵塞問題,脫硫效率高,但是生成的石膏產品質量較差。
C.檸檬吸收法:
原理:檸檬酸(H3C6H5O7˙H2O)溶液具有較好的緩沖性能,當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時,煙氣中的SO2與水中H發生反應生成H2SO3絡合物,SO2吸收率在99%以上。這種方法僅適於低濃度SO2煙氣,而不適於高濃度SO2氣體吸收,應用范圍比較窄。
另外,還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。

2.干法煙氣脫硫技術
優點:干法煙氣脫硫技術為氣同反應,相對於濕法脫硫系統來說,設備簡單,佔地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便於處置、無污水處理系統等。
缺點:但反應速度慢,脫硫率低,先進的可達60-80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結垢現象比較嚴重,在設備維護方面難度較大,設備運行的穩定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應用。
分類:常用的干法煙氣脫硫技術有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電乾式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。
典型的干法脫硫系統是將脫硫劑(如石灰石、白雲石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石為例,在高溫下煅燒時,脫硫劑煅燒後形成多孔的氧化鈣顆粒,它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣,達到脫硫的目的。
干法煙氣脫硫技術在鋼鐵行業中已經有應用於於大型轉爐和高爐的例子,對於中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術的優點是工藝過程簡單,無污水、污酸處理問題,能耗低,特別是凈化後煙氣溫度較高,有利於煙囪排氣擴散,不會產生「白煙」現象,凈化後的煙氣不需要二次加熱,腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低,設備龐大、投資大、佔地面積大,操作技術要求高。常見的干法脫硫技術有。
A.活性碳吸附法:
原理:SO2被活性碳吸附並被催化氧化為三氧化硫(SO3),再與水反應生成H2SO4,飽和後的活性碳可通過水洗或加熱再生,同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產品H2SO4,液態SO2和單質硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫資源。該技術經西安交通大學對活性炭進行了改進,開發出成本低、選擇吸附性能強的ZL30,ZIA0,進一步完善了活性炭的工藝,使煙氣中SO2吸附率達到95.8%,達到國家排放標准。
B.電子束輻射法:
原理:用高能電子束照射煙氣,生成大量的活性物質,將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2),一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),並被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。
C.荷電乾式吸收劑噴射脫硫法(CD.SI):
原理:吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電電暈充電區,使吸收劑帶有靜電荷,當吸收劑被噴射到煙氣流中,吸收劑因帶同種電荷而互相排斥,表面充分暴露,使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理,無設備污染及結垢現象,不產生廢水廢渣,副產品還可以作為肥料使用,無二次污染物產生,脫硫率大於90%,而且設備單,適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產生高能電子;對於一般的大型企業來說,需大功率的電子槍,對人體有害,故還需要防輻射屏蔽,所以運行和維護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置,煙中SO2的脫硫達到國家排放標准。
D.金屬氧化物脫硫法:
原理:根據SO2是一種比較活潑的氣體的特性,氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性,在常溫或低溫下,金屬氧化物對SO2起吸附作用,高溫情況下,金屬氧化物與SO2發生化學反應,生成金屬鹽。然後對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法,雖然沒有污水、廢酸,不造成污染,但是此方法也沒有得到推廣,主要是因為脫硫效率比較低,設備龐大,投資比較大,操作要求較高,成本高。該技術的關鍵是開發新的吸附劑。
以上幾種SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛的,雖然脫硫率比較高,但是工藝復雜,運行費用高,防污不徹底,造成二次污染等不足,與我國實現經濟和環境和諧發展的大方針不相適應,故有必要對新的脫硫技術進行探索和研究。

3.半干法煙氣脫硫技術
半干法脫硫包括噴霧乾燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動床脫硫、煙道噴射脫硫等。
A.噴霧乾燥法:
噴霧乾燥脫硫方法是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴,霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積,在氣液兩相之間發生的一種熱量交換、質量傳遞和化學反應的脫硫方法。一般用的吸收劑是鹼液、石灰乳、石灰石漿液等,目前絕大多數裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下,此種方法的脫硫率65%~85%。其優點:脫硫是在氣、液、固三相狀態下進行,工藝設備簡單,生成物為干態的CaSO、CaSO,易處理,沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況,耗水也比較少。缺點:自動化要求比較高,吸收劑的用量難以控制,吸收效率不是很高。所以,選擇開發合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。
B.半干半濕法:
半干半濕法是介於濕法和干法之間的一種脫硫方法,其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數也介於兩者之間,該方法主要適用於中小鍋爐的煙氣治理。這種技術的特點是:投資少、運行費用低,脫硫率雖低於濕法脫硫技術,但仍可達到70%tn,並且腐蝕性小、佔地面積少,工藝可靠。工業中常用的半干半濕法脫硫系統與濕法脫硫系統相比,省去了制漿系統,將濕法脫硫系統中的噴入Ca(OH):水溶液改為噴入CaO或Ca(OH):粉末和水霧。與干法脫硫系統相比,克服了爐內噴鈣法SO2和CaO反應效率低、反應時間長的缺點,提高了脫硫劑的利用率,且工藝簡單,有很好的發展前景。
C.粉末一顆粒噴動床半千法煙氣脫硫法:
技術原理:含SO2的煙氣經過預熱器進入粉粒噴動床,脫硫劑製成粉末狀預先與水混合,以漿料形式從噴動床的頂部連續噴人床內,與噴動粒子充分混合,藉助於和熱煙氣的接觸,脫硫與乾燥同時進行。脫硫反應後的產物以干態粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術應用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率,而且對環境的影響很小。但進氣溫度、床內相對濕度、反應溫度之間有嚴格的要求,在漿料的含濕量和反應溫度控制不當時,會有脫硫劑粘壁現象發生。
D.煙道噴射半干法煙氣脫硫:
該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應器進行脫硫,不需要另外加吸收容器,使工藝投資大大降低,操作簡單,需場地較小,適合於在我國開發應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液,漿滴邊蒸發邊反應,反應產物以干態粉末出煙道。

4.新興的煙氣脫硫方法
最近幾年,科技突飛猛進,環境問題已提升到法律高度。我國的科技工作者研製出了一些新的脫硫技術,但大多還處於試驗階段,有待於進一步的工業應用驗證。

A.硫化鹼脫硫法
由Outokumpu公司開發研製的硫化鹼脫硫法主要利用工業級硫化納作為原料來吸收SO2工業煙氣,產品以生成硫磺為目的。反應過程相當復雜,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質生成,由生成物可以看出過程耗能較高,而且副產品價值低,華南理工大學的石林經過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應條件的改變而改變,將溶液pH值控制在5.5—6.5之間,加入少量起氧化作用的添加劑TFS,則產品主要生成Na2S203,過濾、蒸發可得到附加值高的5H0˙Na2S203,而且脫硫率高達97%,反應過程為:SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術已通過中試,正在推廣應用。

B.膜吸收法
以有機高分子膜為代表的膜分離技術是近幾年研究出的一種氣體分離新技術,已得到廣泛的應用,尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體,效果比較顯著,脫硫率達90%。過程是:他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器,以NaOH溶液為吸收液,脫除SO2氣體,其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液分開,SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界面處,SO2與NaOH迅速反應,達到脫硫的目的。此法是膜分離技術與吸收技術相結合的一種新技術,能耗低,操作簡單,投資少。

C.微生物脫硫技術
根據微生物參與硫循環的各個過程,並獲得能量這一特點,利用微生物進行煙氣脫硫,其機理為:在有氧條件下,通過脫硫細菌的間接氧化作用,將煙氣中的SO2氧化成硫酸,細菌從中獲取能量。
生物法脫硫與傳統的化學和物理脫硫相比,基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件,均為常溫常壓下操作,而且工藝流程簡單,無二次污染。國外曾以地熱發電站每天脫除5t量的H:S為基礎;計算微生物脫硫的總費用是常規濕法50%。無論對於有機硫還是無機硫,一經燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2,因此,發展微生物煙氣脫硫技術,很具有潛力。四川大學的王安等人在實驗室條件下,選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究,在較低的液氣比下,脫硫率達98%。

D、煙氣脫硫技術發展趨勢
目前已有的各種技術都有自己的優勢和缺陷,具體應用時要具體分析,從投資、運行、環保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術。隨著科技的發展,某一項新技術韻產生都會涉及到很多不同的學科,因此,留意其他學科的最新進展與研究成果,並把它們應用到煙氣脫硫技術中是開發新型煙氣脫硫技術的重要途徑,例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術,由於他們各自獨特的特點都將會有很大的發展空間。隨著人們對環境治理的日益重視和工業煙氣排放量的不斷增加,投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術必將成為今後煙氣脫硫技術發展的主要趨勢。
各種各樣的煙氣脫硫技術在脫除SO2的過程中取得了一定的經濟、社會和環保效益,但是還存在一些不足,隨著生物技術及高新技術的不斷發展,電子束脫硫技術和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術將會代替傳統的脫硫方法。

二、脫硝技術
常見的脫硝技術中,根據氮氧化物的形成機理,降氮減排的技術措施可以分為兩大類:
一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術措施:①採用低氮燃燒器;②分解爐和管道內的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,採用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx,其技術措施:①「分級燃燒+SNCR」,國內已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),目前歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯合脫硝技術,國內水泥脫硝還沒有成功經驗;④生物脫硝技術(正處於研發階段)。
國內的脫硝技術,尚屬探索示範階段,還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行是否可靠?脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。
脫硝技術具體可以分為:
燃燒前脫硝:加氫脫硝
洗選燃燒中脫硝:
1)低溫燃燒
2)低氧燃燒
3)FBC燃燒技術
4)採用低NOx燃燒器
5)煤粉濃淡分離
6)煙氣再循環技術
燃燒後脫硝:
1)選擇性非催化還原脫硝(SNCR)
2)選擇性催化還原脫硝(SCR)
3)活性炭吸附
4)電子束脫硝技術
其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達25%~40%,對小型機組可達80%。由於該法受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、佔地面積小,適合老廠改造,新廠可以根據鍋爐設計配合使用。
而選擇性催化還原技術(SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術,它是一種爐後脫硝方法,最早由日本於20世紀60~70年代後期完成商業運行,是利用還原劑(NH3,尿素)在金屬催化劑作用下,選擇性地與NOx反應生成N2和H2O,而不是被O2氧化,故稱為「選擇性」。目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR2種。此2種方法都是利用氨對NOx的還原功能,在催化劑的作用下將NOx(主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水,還原劑為NH3。
目前,在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體,以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3為活性成分,製成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用於煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃~590℃)、中溫催化劑(260℃~380℃)和低溫催化劑(80℃~300℃),不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低,催化劑的活性會降低,導致脫硝效率下降,且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生永久性損壞;如果反應溫度過高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,還會引起催化劑材料的相變,使催化劑的活性退化。目前,國內外SCR系統大多採用高溫催化劑,反應溫度區間為315℃~400℃。該方法在實際應用中的優缺點如下。
優點:該法脫硝效率高,價格相對低廉,目前廣泛應用在國內外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術。
缺點:燃料中含有硫分,燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑後,在有氧條件下,SO3的生成量大幅增加,並與過量的NH3生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性,可導致尾部煙道設備損壞。雖然SO3的生成量有限,但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現象也不容忽視。

三、鍋爐企業的脫硫脫硝技術應用
鍋爐企業的脫硫脫硝技術,在國內現有鍋爐生產廠家中多以煤或煤氣作為燃燒介質,對於燃煤鍋爐,國內應用最成熟的工藝是FGD法(利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的二氧化硫)脫硫技術,脫硝則以選擇性催化還原法SCR技術為主。
SCR法脫硝技術是世界上最主流的去除NOx的方法,這種方法可以在現有的FGD工藝下加入脫硝裝置,在含氧氣氛下,還原劑有限與廢氣中NO反應的催化過程稱為選擇性催化還原,合適的催化劑和還原劑應具有特點如下:
1)還原劑應具有高的反應性。
2)還原劑可選擇性的與NOx反應,而不與煙氣中大量存在的氧化性物質反應。
3)還原劑必須價格低廉,以使脫除過程的低成本運作。
4)催化劑應大大降低NOx還原溫度。
5)催化劑應具有高的催化活性,以利於煙氣中低濃度NOx的有效還原。
6)催化劑選擇性的與還原劑與NOx的反應形成N2,而對還原劑與煙氣中其他氧化性物質的反應表現惰性。
7)催化劑應具有結構穩定。
8)催化劑不收煙氣其他祖墳的毒化。
對於鍋爐行業來說,一定要研究同時脫硫脫硝技術,目前國內多為單獨脫硫脫硝技術,這種方式造成設備重復建設,能耗大,人員成本、運行成本高,而同時脫硫脫硝技術則可以在一定程度上避免此類問題的發生。

Ⅲ 雙鹼法脫硫的工藝流程

雙鹼法是採用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑鹼性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。

脫硫工藝主要包括5個部分:

(1)吸收劑制備與補充;

(2)吸收劑漿液噴淋;

(3)塔內霧滴與煙氣接觸混合;

(4)再生池漿液還原鈉基鹼;

(5)石膏脫水處理。

雙鹼法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似,主要反應為煙氣中的SO2先溶解於吸收液中,然後離解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2,生成HSO32-、SO32-與SO42-。


(3)工業煙氣如何鹼式脫硫擴展閱讀

雙鹼法是採用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑鹼性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。

另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙鹼法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用於中小型鍋爐進行脫硫改造。

雙鹼法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑,配製好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的,然後脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。

Ⅳ 工業生產中產生的二氧化硫廢氣是怎麼處理用什麼辦法是最有效果的

一切含硫燃料的燃燒都能產生二氧化硫,大氣中的二氧化硫主要來自固定污染源,其中約70%來自火電廠發電站等燃煤污染。可以採用廢氣凈化塔、活性炭吸附等。路博是廢氣處理專家!

Ⅳ 煙氣脫硫工藝流程

脫硫工藝技術原理:
煙氣進入脫硫裝置的濕式吸收塔,與自上而下噴淋的鹼性石灰石漿液霧滴逆流接觸,其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收,煙氣得以充分凈化;吸收SO2後的漿液反應生成CaSO3,通過就地強制氧化、結晶生成CaSO4•2H2O,經脫水後得到商品級脫硫副產品—石膏,最終實現含硫煙氣的綜合治理。

(5)工業煙氣如何鹼式脫硫擴展閱讀:
脫硫,泛指燃燒前脫去燃料中的硫分以及煙道氣排放前的去硫過程。是防治大氣污染的重要技術措施之一。
目前脫硫方法一般有燃燒前、燃燒中和燃燒後脫硫等三種。隨著工業的發展和人們生活水平的提高,對能源的渴求也不斷增加,燃煤煙氣中的SO2 已經成為大氣污染的主要原因。減少SO2 污染已成為當今大氣環境治理的當務之急。不少煙氣脫硫工藝已經在工業中廣泛應用,其對各類鍋爐和焚燒爐尾氣的治理也具有重要的現實意義。

Ⅵ 煙氣脫硫的方法有哪些

煙氣脫硫(FGD)是工業行業大規模應用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑及副產品的形態,脫硫技術可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2,一般把石灰石細粉噴入爐膛中,使其受熱分解成CaO,吸收煙氣中的SO2,生成CaSO3,與飛灰一起在除塵器收集或經煙囪排出。濕法煙氣脫硫是採用液體吸收劑在離子條件下的氣液反應,進而去除煙氣中的SO2,系統所用設備簡單, 運行穩定可靠,脫硫效率高。干法脫硫的最大優點是治理中無廢水、廢酸的排出,減少了二次污染;缺點是脫硫效率低,設備龐大。濕法脫硫採用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2,所用設備比較簡單,操作容易,脫硫效率高;但脫硫後煙氣溫度較低,設備的腐蝕較干法嚴重。[1]

石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝

石灰石(石灰)濕法脫硫技術由於吸收劑價廉易得,在濕法FGD領域得到廣泛的應用。
以石灰石為吸收劑反應機理為:
吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-
溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-
中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32- +1/2O2→SO42-
結晶:Ca2++SO42- +1/2H2O →CaSO4·1/2H2O(s)
該工藝的特點是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低(一般<1.05) 、脫硫石膏可以綜合利用等。缺點是基建投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等。

海水煙氣脫硫

海水煙氣脫硫工藝是利用海水的鹼度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。脫硫過程不需要添加任何化學葯劑,也不產生固體廢棄物,脫硫效率>92%,運行及維護費用較低。煙氣經除塵器除塵後,由增壓風機送入氣-氣換熱器降溫,然後送入吸收塔。在脫硫吸收塔內,與來自循環冷卻系統的大量海水接觸,煙氣中的二氧化硫被吸收反應脫除,海水經氧化後排放。脫除二氧化硫後的煙氣經換熱器升溫,由煙道排放。
海水煙氣脫硫工藝受地域限制,僅適用於有豐富海水資源的工程,特別適用於海水作循環冷卻水的火電廠,但需要妥善解決吸收塔內部、吸收塔排水管溝及其後部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題。其工藝流程見圖1。

噴霧乾燥工藝

噴霧乾燥工藝(SDA)是一種半干法煙氣脫硫技術,其市場佔有率僅次於濕法。該法是將吸收劑漿液Ca(OH)2在反應塔內噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2的同時被熱煙氣蒸發,生成固體並由除塵器捕集。當鈣硫比為1.3~1.6時,脫硫效率可達80%~90%。半干法FGD技術兼干法與濕法的一般特點。其主要缺點是利用消石灰乳作為吸收劑,系統易結垢和堵塞,而且需要專門設備進行吸收劑的制備,因而投資費用偏大;脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高。
噴霧乾燥技術在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應用較多。國內於1990年1月在白馬電廠建成了一套中型試驗裝置。後來許多機組也採用此脫硫工藝,技術已基本成熟。

電子束煙氣脫硫工藝(EBA法)

電子束輻射技術脫硫工藝是一種干法脫硫技術,是一種物理方法和化學方法相結合的高新技術。該工藝的流程是由排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣,經過集塵器的粗濾處理之後進入冷卻塔,在冷卻塔內噴射冷卻水,將煙氣冷卻到適合於脫硫、脫硝處理的溫度(約70℃)。煙氣的露點通常約為50℃。通過冷卻塔後的煙氣流進反應器,注入接近化學計量比的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入,加入氨的量取決於SOx和NOx濃度,經過電子束照射後,SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然後硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應,生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達90%以上,脫硝率可達80%以上。此外,還可採用鈉基、鎂基和氨作吸收劑,一般反應所生成的硫酸銨和硝酸銨混合微粒被副成品集塵器分離和捕集,經過凈化的煙氣升壓後向大氣排放。

煙氣循環流化床脫硫工藝(CFB-FGD)

20世紀80年代末,德國的魯奇(LURGI)公司開發了一種新的干法脫硫工藝,成為煙氣循環流化床脫硫工藝(CFB-FGD)。這種工藝以循環流化床原理為基礎,通過吸收劑的多次再循環,使吸收劑與煙氣接觸的時間長達半小時以上,大大提高了吸收劑的利用率,其不但具有干法工藝的許多優點,如流程簡單,佔地少,投資小以及副產品可以綜合利用等,而且能在很低的鈣硫比情況下(Ca/S=1.1~1.2)達到甚至超過濕法工藝的脫硫效率(95%以上)。

CFB工藝

CFB工藝流程由吸收劑制備、吸收塔、吸收劑再循環、除塵器以及控制系統等部分組成,未經處理的鍋爐煙氣從流化床的底部進入。流化床的底部接有文丘里裝置,煙氣經文丘里管後速度加快,並與很細的吸收劑粉末互相結合。顆粒之間,氣體與顆粒之間產生劇烈的摩擦。吸收劑與SO2反應,生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。
經脫硫後帶有大量固體顆粒的煙氣由吸收塔的頂部排出,進入吸收劑再循環除塵器中,該除塵器可以是機械式,也可以是電氣除塵器前的機械式預除塵器。煙氣中的大部分固體顆粒都分離出來,經過一個中間灰倉返回吸收塔。由於大部分顆粒都循環許多次,因此吸收劑的滯留時間很長,一般可達30分鍾以上。中間灰倉的一部分灰根據吸收劑的供給量以及除塵效率,按比例排出固體再循環迴路,送到灰倉待外運。工藝流程見圖2。

從再循環除塵器排出的煙氣如不能滿足排放標準的要求,則需要再安裝一個除塵器。經除塵後的潔凈的煙氣通過引風機、煙囪排入大氣。
吸收劑一般為Ca(OH)2乾粉,顆粒很細,在10μm以下。脫硫時,吸收劑輸入硫化床吸收塔,同時還要噴入一定量的水以提高脫硫效率。這樣可以使噴水後的煙氣溫度與水露點十分接近,在多種運行條件下達到很高的脫硫效率。

CFB工藝的副產品呈乾粉狀,其化學組分與噴霧乾燥工藝的副產品相似,主要由飛灰、CaCO3、CaSO4以及未反應的Ca(OH)2等構成。其處置方法也與噴霧乾燥工藝的副產品基本相同。CFB工藝的副產品加水後會固化, 屈服強度可達15~18N/mm2,滲透率與粘土類似,約為3×10-11 ,壓實密度為1.28g/cm3,如能進一步加以開發, 可成為良好的建材工業原料。
典型的脫硫灰飛的成分為:飛灰約60%~70%;CaCO3為7%~12%;Ca(OH)2為2%~4%;CaSO3為12%~18%;CaSO4為2%~5%;水<1%。

CFB-FGD工藝以區別於傳統脫硫工藝的特點在脫硫行業中具有良好的應用前景。CFB-FGD工藝系統簡單, 可靠性高;脫硫效率高;煙氣負荷變化時,系統仍可能正常工作;脫硫副產品呈乾粉狀,沒有大量廢水,利於綜合利用;基本上不存在像濕法吸收塔中出現的嚴重腐蝕、結垢與堵塞等問題;可以脫除部分重金屬,特別是可以脫除一部分汞,對煙氣的進一步治理很有意義。

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