烟气同时脱硫、脱硝技术
目前,烟气同时脱硫、脱硝技术可以分为两大类: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。其中燃烧后烟气脱硫、脱硝是今后进行大规模工业应用的重点。燃烧后烟气脱硫、脱硝典型工艺有干法和湿法两种: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、高能化学辐射法等;湿式工艺主要是氧化/吸收法和铁的螯合物吸收法等。
1 固相吸收和再生同时脱硫、脱硝技术
这类技术利用可循环再生的固体吸附材料从烟道气或废气中除去SO2 和NOx 。可利用的活性吸附材料有活性炭、活性焦、活性氧化铝为载体的吸附材料以及氧化铜、钠和镁氧化载体的吸附材料等。其中SO2 以硫酸或硫酸盐的形式被吸附在吸附剂上,然后在还原条件下生成高浓度的SO2 或以SO2、H2 S混合物的形式存在,然后再加工成副产品。烟气中的NOx 最终被还原为N2。
2 NOx SO工艺
NOx SO技术是美国能源部洁净用煤计划的一个子项目,是一种干式、可再生系统,可同时去除烟气中的SO2 和NOx 。吸收剂为Na2O /γ - Al2O3 ,处理过程包括吸收、再生等步骤。此技术对烟气中SO2 的净化率达90% , NOx 的净化率达70% ～90% ,没有淤泥和废液排放问题。但此技术需大量吸附剂,设备庞大,投资高,动力消耗也大。
3 SNOx 工艺
烟气先经过SCR反应器, NOx 在催化剂作用下被氨还原成N2 ,随后,烟气进入改质器, SO2 被催化氧化为SO3 ,在瀑布膜冷凝器中凝结、水合为硫酸,进一步浓缩为可销售的浓硫酸。该技术除消耗氨气外,不消耗其他化学药品,不产生废水等二次污染物,具有很高的脱硝率( 95%以上)和可靠性,运行和维护要求较低。缺点是投资费用高、副产品浓硫酸的储存及运输困难。
4 湿法FGD加金属螯合物技术
传统的湿法烟气脱硫效率在90%以上,在电厂的应用比较成熟。由于NOx 在水中的溶解度很小,在湿法中很难除去。有学者研究发现,一些金属螯合物(如Fe ( EDTA)和Fe (NTA) )能吸收NO形成亚硝酰亚铁螯合物,配位的NO再与溶解的SO2 和O2 反应生成N2、N2O、硫酸盐、各种N - S化合物以及三价铁螯合物,然后从吸收液中去除,并使三价铁螯合物还原再生。影响湿法FGD加金属螯合物技术工业应用的主要障碍是反应过程中螯合物的损失和金属螯合物再生困难、利用率低、运行费用高。
5 氯酸氧化法
氯酸氧化工艺是采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺脱除烟气中SO2 和NOx 的方法。氧化吸收塔是采用氧化剂HClO3 来氧化NO、SO2 及有毒金属;碱式吸收塔则作为后续工艺用Na2 S及NaOH作为吸收剂,吸收残余的酸性气体。该工艺NOx 脱除率达95%以上,没有催化剂中毒、失活或随使用时间增长而出现催化能力下降等问题。迄今为止,该工艺还处于探索阶段。
6 DESONOx 技术
烟气先经静电除尘器将粉尘质量浓度降到20mg/m3 ,然后进入双层催化剂的固定床反应器。反应器上层为SCR法脱硝用催化剂,如V2O5 /TiO2等,喷入NH3 使NOx 还原为N2 ,反应温度为400～460 ℃;下层为将SO2 氧化为SO3 的催化剂,如贵金属或V2O5 ,反应温度为400～450 ℃。之后,经冷凝可析出70%的硫酸, SO2 脱除率为93% ～97% ,脱硝率达80%以上。
7 SNRB工艺
该法是由B&W公司开发的一种高温烟气净化技术,能同时脱除SOx 、NOx 和粉尘,脱除过程在一个高温布袋式除尘器内完成。净化过程主要包括:喷入钙基或钠基脱硫剂脱除SOx ; 喷入NH3 通过SCR技术脱除NOx ;在高温脉冲喷射布袋除尘器中脱除粉尘。实践表明, SO2 的脱除效率在80% ～90% , NOx 脱除效率在90%左右,粉尘脱除效率达99%。该法适用于高硫煤烟气的净化。
8 NFT技术
NFT技术是将石灰浆与尿素混合液喷入1 000 ℃炉膛, NOx 与尿素生成CO2 和水蒸汽;同时,SO2 与CaO反应生成固体硫酸钙。脱硫和脱硝效率均在60%左右。这种工艺的缺点为:喷头易结垢堵塞,脱硫、脱硝效率不高。但其运行成本低于一般的湿法烟气脱硫工艺。
9 炉内燃烧同时脱除技术
在燃烧过程中对NOx 进行控制的同时,加入脱硫剂控制SO2 ,达到同时脱硫、脱硝的目的。循环流化床燃烧技术及增压流化床燃烧、喷钙(石灰石)分段燃烧等都是基于这种原理;还有尿素净化工艺、石灰/尿素喷射工艺等都是吸收剂喷射同时脱硫、脱硝技术;此外,催化光解分解法和锅炉排污水用于烟气脱硫、脱硝的技术属于新兴技术,目前还处于试验研究阶段。
10 解耦耦合脱硫、脱硝新技术
解耦是将一个相互作用的耦合反应过程,按煤中不同组分在热转化过程中的差异性和阶段性,分解为若干个相对独立、易于调控的反应过程,其目的是使复杂过程简单化;耦合是通过设备、物质、能量的结合,将不同子过程进行组合,其目的是解决反应次序、物质和能量供给问题。李静海等提出了一种解耦耦合脱硫、脱硝新想法,其设计的新型解耦燃煤炉将传统的1个炉膛分为2个室,即热解室和燃烧室,并将燃烧分成几个区域,使不同区域的操作条件分别满足脱除某种气体( SOx , NOx )所需的最佳条件,利用煤炭自身的热解产物抑制煤炭燃烧过程中污染物的生成。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
