烟气脱硫脱硝一体化技能盘点

　　【我国环保在线 废气处理】脱硫脱硝一体化工艺已经成为各国操控烟气污染的研制热门，现在大多数脱硫脱硝一体化工艺仅停留在研讨阶段，虽然已经有少数演示工程运用，但因为工作费用较高限制了其大规模推广运用。开发合适我国国情，出资少、工作费用低、功率高、副产品资源化的脱硫脱硝一体化技能成为未来开展的要点。
　　一、传统烟气脱硫脱硝一体化技能
　　当今国内外广泛运用的脱硫脱硝一体化技能首要是wet-fgd+scr/sncr组合技能，便是湿式烟气脱硫和挑选性催化复原(scr)或挑选性非催化复原(sncr)技能脱硝组合。湿式烟气脱硫常用的是选用石灰或石灰石的钙法，脱硫功率大于90%，其缺陷是工程巨大，初出资和工作费用高，且简略构成二次污染。
　　挑选性催化复原脱硝反响温度为250～450℃时，脱硝率可达70%～90%。该技能老练牢靠，现在在规模尤其是发达国家运用广泛，但该工艺设备出资大，需预热处理烟气，催化剂贵重且运用寿命短，一起存在氨走漏、设备易腐蚀等问题。挑选性非催化复原温度区域为870～1200℃，脱硝率小于50%。缺陷是工艺设备出资大，需预热处理烟气，设备易腐蚀等问题。
　　二、干法烟气脱硫脱硝一体化技能
　　干法烟气脱硫脱硝一体化技能包含四个方面：固相吸收/再生法、气/固催化一起脱硫脱硝技能、吸收剂喷发法以及高能电子活化氧化法
　　(一)固体吸附/再生法
　　碳质资料吸附法
　　依据吸附资料的不同又可分为活性炭吸赞同活性焦吸附法两种，其脱硫脱硝原理根本相同。活性炭吸附法整个脱硫脱硝工艺流程分两部分：吸附塔和再生塔。而活性焦吸附法只要一个吸附塔，塔分两层，上层脱硝，基层脱硫，活性焦在塔内上下移动，烟气横向流过塔。该办法的首要长处有：
　　①具有很高的脱硫率(98%)和低温(100~200℃)条件下较高的脱硝率(80%);
　　②处理后的烟气排放前不需加热;
　　③不运用水，没有二次污染;
　　④吸附剂来历广泛，不存在中毒问题，只需弥补消耗掉的部分;
　　⑤能去除湿法难去除的so2;
　　⑥能去除废气中的hf、hcl、砷、汞等污染物，是深度处理技能;
　　⑦具有除尘功用，出口排尘浓度小于10mg/m3;
　　⑧能够收回副产品，如：高纯硫磺、浓硫酸、液态so2、化学肥料等;
　　⑨建造费用低，工作费用经济，占地面积小。
　　日本的i. mochida提出了一种新的活性炭纤维脱硫脱硝技能。该技能是将活性炭制成直径20μm左右的纤维状，极大地增大了吸附面积，进步了吸赞同催化才能。经过开展，现在该技能脱硫脱硝率可达90%。
　　近年来有人将活性炭吸赞同微波技能结合起来，提出了微波诱导催化复原脱硫脱硝技能。该技能用活性炭作为氮氧化物载体，运用微波能诱导可完结脱硫脱硝率到达90%以上。
　　no×so法
　　美国的no×so公司在1982年开端进行活性氧化铝吸附法脱硫脱硝技能的研讨。该法的吸附剂是以r-氧化铝为载体，用碱或碱成分盐的溶液喷涂载体，然后将浸泡过的吸附剂加热、枯燥，去除剩下水分而制成。吸附剂吸附饱满后能够再生，再生进程是将吸附饱满的吸附剂送入加热器，在温度600℃左右加热使得nox被开释，然后将nox循环送回锅炉的焚烧器中。在焚烧器中nox的浓度到达一个安稳状况，且构成一个化学平衡。这样就不会再生成nox而只能是n2，然后按捺nox生成。在再生器中参加复原气体，就会产生高浓度的so2、h2s混合气体，运用克劳斯法能够进行硫磺的收回。
　　cuo吸附法
　　cuo吸附脱硫脱硝工艺法选用cuo/al2o3或cuo/sio2作吸附剂(cuo含量通常在4%-6%)进行脱硫脱硝，整个反响分两步：
　　1)在吸附器中：在300℃～450℃的温度规模内，吸附剂与二氧化硫反响，生成cuso4;因为cuo和生成的cuso4对nh3复原氮氧化物有很高的催化活性，结合scr法进行脱硝。
　　2)在再生器中：吸附剂吸收饱满后生成的cuso4被送到再生器中再生，再生进程一般用h2或ch4对cuso4进行复原，再生出的二氧化硫可经过claus设备进行收回制酸;复原得到的金属铜或cu2s在吸附剂处理器顶用烟气或空气氧化成cuo，生成的cuo又从头用于吸收复原进程。该工艺能到达90%以上的二氧化硫脱除率和75%～80%的氮氧化物脱除率。
　　cuo吸附法反响温度要求高，需加热设备，并且吸附剂的制各本钱较高。近年来跟着研讨的开展，呈现了将活性焦/炭(ac)与cuo结合的办法。二者结合后可制各出活性温度合适的催化吸收剂，克服了ac运用温度偏低和cuo/al2o3活性温度偏高的缺陷。刘守军[8]等人研讨了用cuo/ac低温脱除烟气中的so2和nox，新式cuo/ac催化剂在烟气温度120～250℃下，具有较高的脱硫和脱硝活性，显着高于同温下ac和cuo/al2o3的脱除活性。
　　pahlman法
　　美国enviroscrubtechnologies公司开发了一种新工艺—pahlman工艺，选用一步法干式洗刷，可脱除烟气中99%以上的硫氧化物，并可挑选性地或一起除掉99%的氮氧化物，排放尾气完全符合环境标准。因为它选用无机化合物作吸收剂，而不是传统工艺中的氨，因此其副产品是可收回的硝酸盐和硫酸盐，而不是需求堆埋的污染环境的石膏副产品。该工艺适用于以天然气或煤为燃料的发电厂，现在仍在实验阶段，未见诸工业运用。
　　(二)气/固催化一起脱硫脱硝技能
　　此类工艺运用催化剂下降反响活化能，促进二氧化硫和氮氧化物的脱除，比起传统的scr工艺，具有更高的氮氧化物脱除功率。
　　snox工艺
　　由丹麦haldor topsor公司开发的snox(sulfurand nox abatement)联合脱硫脱硝技能，是将so2氧化为so3后制成硫酸收回，并用挑选性催化复原法scr去除nox。此工艺可脱除95%的so2、90%的nox和简直一切的颗粒物[10]。
　　desonox工艺
　　desonox工艺由degussa、lentjes和lurgi联合开发，该工艺除了将烟气中的so2转化为so3后制成硫酸，以及用scr除掉nox外，还能将co及未焚烧的烃类物质氧化为co2和水[11]。此工艺脱硫脱硝功率较高，没有二次污染，技能简略，出资及工作费用较低，适用于老厂的改造。
　　snrb工艺
　　snrb工艺是一种新式的高温烟气净化工艺，由b&w公司开发。该工艺能一起去除二氧化硫、氮氧化物和烟尘，并且都是在一个高温的集尘室中会集处理。snrb工艺因为将三种污染物的脱除会集在一个设备上，然后下降了本钱并削减了占地面积。其缺陷是因为要求的烟气温度为300℃～500℃，就需求选用特别的耐高温陶瓷纤维织造的过滤袋，因此增加了本钱。
　　parsons烟气清洁工艺
　　parsons烟气清洁工艺已开展到中试阶段，燃煤锅炉烟气中的so2和nox的脱除功率能到达99%以上。该工艺是在独自的复原进程中一起将so2催化复原为h2s，nox复原为n2，剩下的氧复原为水;从氢化反响器的排气中收回h2s;从h2s富集气体中出产元素硫。
　　烟气循环流化床(cfb)联合脱硫脱硝工艺
　　循环流化床技能初是由德国的llb(lurgilentjes bischoff)公司研讨开发的一种半干法脱硫技能。该技能在近几年得到了快速开展，不只技能老练牢靠，并且出资工作费用也大为下降，为了开发更经济、、牢靠的联合脱硫脱硝办法，人们将循环流化床引进烟气一起脱硫脱硝技能中。烟气循环流化床(cfb)联合脱硫脱硝技能是由lurgi gmbh研讨开发，该办法用消石灰作为脱硫的吸收剂脱除二氧化硫，产品首要是caso4和10%的caso3;脱硝反响运用氨作为复原剂进行挑选催化复原反响，催化剂是具有活性的细粉末化合物feso4˙7h2o，不需求支撑载体，工作温度在385℃。该体系在德国投入工作的结果表明，在ca/s比为1.2～1.5、nh3/nox比为0.7～1.03时，脱硫功率为97%，脱硝功率为88%。
　　(三)吸收剂喷发一起脱硫脱硝技能
　　将碱或尿素等干粉喷入炉膛、烟道或喷雾干式洗刷塔内，在必定条件下能一起脱除二氧化硫和氮氧化物。脱硝率首要取决于烟气中的二氧化硫和氮氧化物的比、反响温度、吸收剂的粒度和停留时间等。不过当体系中二氧化硫浓度低时，氮氧化物的脱除功率也低。因此，该工艺适用于高硫煤烟气处理。
　　炉膛石灰(石)/尿素喷发工艺
　　炉膛石灰(石)/尿素喷发一起脱硫脱硝工艺由俄罗斯门捷列夫化学工艺学院等单位联合开发。该工艺将炉膛喷钙和挑选非催化复原(sncr)结合起来，完结一起脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。喷发浆液由尿素溶液和各种钙基吸收剂组成，总含固量为30%，ph值为5～9，与干ca(oh)2吸收剂喷发办法比较，浆液喷发增强了so2的脱除，这可能是因为吸收剂磨得更细、更具活性[17]。gullett等人选用14.7kw天然气焚烧设备进行了很多的实验研讨[18]。该工艺因为烟气处理量太小，不能满意工业运用的要求，因此还有待改善。
　　全体干式so2/nox排放操控工艺
　　全体干式so2/nox排放操控工艺选用babcock&wilcox公司的低noxdrb-xcl下置式焚烧器，这些焚烧器经过在缺氧环境下喷入部分煤和空气来按捺氮氧化物的生成。过剩空气的引进是为了完结焚烧进程，以及进一步除掉氮氧化物。低氮氧化物焚烧器估计可削减50%的氮氧化物排放，并且在通入过剩空气后可削减70%以上的nox排放。无论是全体联用干式so2/nox排放操控体系，仍是单个技能，都可运用于电厂或工业锅炉上，首要适用于较老的中小型机组。
　　(四)高能电子活化氧化法
　　电子束照射法
　　运用阴极发射并经电场加快构成高能电子束，这些电子束辐照烟气时产生自由基，再和sox和nox反响生成硫酸和硝酸，在通入氨气(nh3)的情况下，产生(nh4)2so4和nh4no3氨盐等副产品。日木荏原公司经过20多年的研讨开发，己从小试逐渐走向工业化。脱硫率90%以上，脱硝率80%以上。但耗电量大(约占厂用电的2%)，工作费用高。
　　脉冲电晕等离子体法(ppcp)
　　masuda等人1986年发现电晕放电能够一起脱除二氧化硫和氮氧化物，该办法因为具有设备简略、操作简洁，明显的脱硫脱硝和除尘作用以及副产品可作为肥料收回运用等长处而成为上脱硫脱硝的研讨前沿。
　　脉冲电晕等离子体技能和电子束法均归于等离子体法.脉冲电晕与传统的液相(氢氧化钙或碳酸氢铵)吸收技能相结合，进步了烟气二氧化硫和氮氧化物的脱除功率，完结脱硫、脱硝的一体化。脉冲电晕放电脱硫脱硝有着杰出的长处，在节能方面有很大的潜力，对电站锅炉的安全工作也没有影响。
　　三湿法烟气脱硫脱硝一体化技能
　　湿法烟气一起脱硫脱硝工艺通常在气/液段将no氧化成no2，或许经过参加添加剂来进步no的溶解度。湿式一起脱硫脱硝的办法现在大多处于研讨阶段，包含氧化法和湿式络合法。
　　氧化法
　　氯酸氧化工艺(又称丁tri-nox-noxsorb工艺)是选用湿式洗刷体系，在一套设备中一起脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。tri-nox-noxsorb工艺选用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺，在脱除二氧化硫和氮氧化物的一起脱除有毒微量金属元素，如as、be、cd、cr、pb、hg和se。isabelle等研讨了在酸性条件下运用双氧水将nox和so2氧化成硝酸和硫酸的工艺。
　　黄磷氧化法是将no氧化为no2，与液态的碱性吸收浆液反响生成硫酸盐和硝酸盐，对二氧化硫和氮氧化物的去除率到达95%以上，但黄磷具有易燃性、不安稳性和必定的毒性，需用预处理的办法处理这些问题。
　　湿式络合吸收工艺
　　湿式络合吸收工艺一般选用铁或钴作催化剂。在水溶液中参加能络合no的络合剂后，使之结组成络合物。与络合剂结合的no可与溶液中的so32-/hso3-产生反响，构成一系列n-s化合物，并使络合剂再生[31]。该工艺需经过从吸收液中去除连二硫酸盐、硫酸盐和n-s化合物以及三价铁螯合物复原成亚铁螯合物而使吸收液再生。
　　湿式络合吸收法工艺能够一起脱硫脱硝，但现在仍处于实验阶段。影响其工业运用的首要妨碍是，反响进程中螯合物的丢失和金属螯合物再生困难、运用率低，因此存在工作费用高级问题。
　　四定论与主张
　　脱硫脱硝一体化工艺已经成为各国操控烟气污染的研制热门，现在大多数脱硫脱硝一体化工艺仅停留在研讨阶段，虽然已经有少数演示工程运用，但因为工作费用较高限制了其大规模推广运用。开发合适我国国情，出资少、工作费用低、功率高、副产品资源化的脱硫脱硝一体化技能成为未来开展的要点。