尿素-石灰湿法烟气脱硝的影响因素
摘要: 研究在现有湿法脱硫设施的基础上进行简单改进即可以实现烟气同时脱硫脱硝的技术, 提出了以尿素-石灰溶液为吸收剂的湿法烟气脱硝技术. 在试验中采用两级串连的填料塔为主体反应器,考察了吸收剂浓度(尿素/ 石灰) 、空塔气速、吸收反应温度、p H 值及添加剂KMnO4 对脱硝效率的影响.
关键词: 湿法烟气脱硝, 尿素, 石灰, 高锰酸钾, 脱硝效率
NOx 是燃煤电厂烟气排放三大污染物( SO2 , NOx 及总悬浮颗粒物) 之一. 据统计,2006 年我国 SO2 排放量超过了2 500 万t ,是世界上SO2 第一排放大国. 与此同时,NOx 的排放量也逐年增加,研究表明,在2004 年,全国NOx 排放总量达到1 600 万 t 左右,电力行业排放量约占一半,预计到2010 年, 我国NOx 排放量将达到2 194 万t ,到2020 年将达到2 900 万t 左右[1 ] . 随着国家和地方环保政策日趋严格,开发控制燃烧后NOx 排放的技术势在必行.
烟气脱硫、脱硝被认为是控制燃煤过程中产生的SO2 和NOx 污染的重要技术手段. 由于同时脱硫脱硝技术与传统的烟气脱硫和选择性催化还原脱硝组合工艺相比费用低,已成为目前烟气脱硫、脱硝技术的研究热点. 国内外对烟气同时脱硫脱硝技术的研究十分活跃, 主要有湿式吸收法[223 ] 、吸附法[425 ] 、催化法[6 ] 、高能辐射法[7 ] 以及上述方法的联用[829 ] 等,其中湿式吸收法由于工艺和设备都较为简单,可在1 套设备中同时脱除烟气中的SO2 和 NOx ,并且不存在催化剂中毒和失活等问题,因此具有较好的应用前景. 石灰石/ 石灰湿法脱硫工艺是世界上应用最广泛的1 种脱硫技术,日本、德国和美国的火力发电厂中约90 %的烟气脱硫装置采用此工艺. 预计在未来很长一段时间内,典型的石灰石2石膏法仍将占据主要地位. 由于烟气中95 %的NOx 以溶解度很低的NO 形式存在,在以石灰石/ 石灰溶液为吸收剂的湿式吸收过程中,对NOx 的脱除效果十分微弱且溶解难度较大,因此采用促进NOx 吸收的化学添加剂(如尿素) 使原有的石灰石2石膏湿法烟气脱硫系统同时具有脱硝功能,并形成与我国国情相适应的投资少、运行费用低、能符合我国排放标准的脱硫脱硝一体化技术,是具有广阔前景的. 笔者对尿素/ 添加剂湿法烟气同时脱硫脱硝技术的研究表明[ 10213 ] :采用尿素溶液吸收剂可同时脱除SO2 和 NOx ,特别是当采用尿素和KMnO4 配制成的吸收剂时,平均脱硫效率和脱硝效率分别达到99. 6 %和 62. 5 %. 采用石灰溶液为吸收剂脱除NO 的试验表明:石灰溶液单独脱硝效果微弱,石灰溶液不能作为脱除NO 的吸附剂. 张虎等研究了当钙基吸收剂 (Ca/ (S + 0. 5N) = 1. 8) 经10 % KMnO4 调质时,可获得31. 4 %的脱硫效率和13. 5 %的脱硝效率,说明 KMnO4 对钙基吸收剂脱硫、脱硝起促进作用[ 14 ] . 考虑到传统的湿法脱硫工艺可以脱除90 %以上的 SO2 ,且在各个条件下脱硫效率变化不大,因此笔者重点进行了湿法烟气脱硝试验,考察了尿素浓度、p H 值、温度以及KMnO4 添加剂对脱硝效率的影响.
1 试验部分
2 结果与讨论
3 结 论
参考文献
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