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氨法烟气脱硫脱硝

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氨法烟气脱硫脱硝

详细介绍


2x130吨氨法 技术是应用于多氮氧化物、硫氧化 物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化 物是空气污染的主要来源之一。故应用 此项技术对环境空气净化益处颇多。目前已 知的烟气脱硫脱硝技术有PAFP、ACFP、软锰矿法、电子束氨法、脉冲电晕法、石膏湿法、催化氧化法、微生物降解法等技术。

概述

烟气脱 硫脱硝技术目前大多处于研究和工业示范阶段,但由于 其在一套系统中能同时实现脱硫和脱硝,特别是随着对NOX控制标 准的不断严格化,同时脱 硫脱硝技术正受到各国的日益重视。烟气同 时脱硫脱硝技术主要有三类,第一类 是烟气脱硫和烟气脱硝的组合技术;第二类 是利用吸附剂同时脱除SOX和NOX;第三类 是对现有的烟气脱硫(FGD)系统进行改造(如在脱 硫液中投加脱硝剂等),增加脱硝功能。

火电厂锅炉烟气中SOX和NOX的浓度不高,但总量很大。若用两 套装置分别脱硫和脱硝,不但占地面积大,而且投资、管理、运行费用也高。近年来世界各国,尤其是 工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发,并进行 了一定的工业应用。据美国 电力研究机构统计,目前同 时脱硫脱硝新技术有60多种,在SOX/NOX联合脱除技术中,有的采 用烟气脱硫和烟气脱氮的组合技术,有的利 用吸附剂同时脱除SOX和NOX技术,均能达 到较高的脱除效率。

活性炭 纤维法烟气脱硫技术

活性炭纤维法(Activated Carbon Fiber Process,简称ACFP)烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂(DSACF)脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的 一项新型脱硫技术。

该技术脱硫率可达95%以上,单位脱硫剂处理能 力会高于活性炭脱硫一个数量级以上(一般GAC处理能力为102Nm3/h.t, 而ACF可达104Nm3/h.t)。由于工艺过程简单,设备少,操作简单。投资和运行成本低,且能在消除SO2污染同 时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂 烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目 前烟气脱硫技术装置“勉强上得起,但运行不起”的状况。该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计,装置投资费用3500万,年产硫酸3万~4万吨。仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨,副产硫酸360万吨,产值可达数十亿元。该技术 已获国家发明专利,并已列 入国家高新技术产业化项目指南。

软锰矿 法烟气脱硫资源化技术

MnO2是一种良好的脱硫剂。在水溶液中,MnO2与SO2发生氧化还原发应,生成了MnSO4。软锰矿烟气脱硫正是利用这一原理,采用软 锰矿浆作为吸收剂,气液固湍动剧烈,矿浆与含SO2烟气充分接触吸收,生成副产品工业硫酸锰。该工艺的脱硫率可达90%,锰矿浸出率为80%,产品硫 酸锰达到工业硫酸锰要求(GB1622-86)。

常规生 产工业硫酸锰方法是:软锰矿粉与硫酸 和硫精沙混合反应,产品净 化得到工业硫酸锰。由于我 国软锰矿品位不高,硫酸耗量增大,成本上升。该法与 常规生产工业硫酸锰相比是,不用硫酸和硫精沙,溶液杂质也降低,原料成本和工艺成本都有降低,比常规生产工业硫酸锰方法节约成本25%以上, 加之国 家对环保产品在税收上的优惠,竞争力将大大提高。该工艺原料软锰矿价廉, 大约200~300元/吨,估计5年左右可收回投资。该工艺不但治理了工业废气,处理了制酸废水,并且回 收了硫酸锰产品,具有明 显的社会环境和经济效益。

电子束 辐射法烟气脱硫脱硝技术

电子束 辐射法脱硫是一种脱硫新工艺,经过20多年的研究开发,已从小试、中试和 工业示范逐步走向工业化。其主要特点是:过程为干法,不产生废水废渣;能同时脱硫脱硝,可达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率;系统简单,操作方便,过程易于控制;对于不 同含硫量的烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性;副产品 为硫酸铵和硝酸铵混合物,可用作化肥。

锅炉烟气经除尘后,进入冷却塔,在塔中 由喷雾水冷却到65~70 ℃。在烟气 进入反应器之前,按化学 计量数注入相应的氨气。在反应器内,烟气经 受高能电子束照射,烟气中的N2、O2和水蒸 气等发生辐射反应,生成大量的离子、自由基、原子、电子和 各种激发态的原子、分子等活性物质,它们将烟气中的SO2和NOX氧化为SO3和NO2。这些高 价的硫氧化物和氮氧化物与水蒸气反应生成雾状的硫酸和硝酸,这些酸 再与事先注入反应器的氨反应,生成硫酸铵和硝酸铵。最后用 静电除尘器收集气溶胶状的硫酸铵和硝酸铵,净化后 的烟气经烟囱排放,副产品 经造粒处理后可作化肥销售。

WSA-SNOx法

WSA—SNOX法的原 理是烟气先经过SCR反应器,在催化剂作用下NOX被氨气还原成N2,随后烟气进入改质器,SO2催化氧化为SO3,在降膜 冷凝中凝结水合为硫酸,进一步 浓缩为可销售的浓硫酸(>90%)。该技术除消耗氨气外,不消耗其他化学药品,不产生废水、固体废物等二次污染,不产生 采用石灰石脱硫所产生的CO2。

SNOX工艺列 为美国能源部洁净煤示范项目,已在俄亥俄州的Edison Niles电站2号108 MW锅炉进行示范改造,处理相当于35 MW的烟气量。装置开始运行后,脱硝率94%,脱硫率95%,生产硫酸23.40×104 t,纯度为93%。

催化氧 化法烟气脱硫技术

该法采 用适用低浓度的新型催化剂,通过催化氧化,在脱硫过程中,将SO2转化为硫酸,其脱硫效率高于90%,产品有市场,以国内 有关研究为基础,通过与国外合作研究、国内留学基金资助,其技术正逐步成熟,有望成 为一种有竞争力的新型烟气脱硫技术。

湿法FGD添加金属螯合剂

湿法脱硫可脱除90%以上的SO2,但由于NO在水中溶解度很低,对NO几乎无脱除作用。一些金属螯合物,如Fe(11)一EDTA等可与溶解的NOx迅速发生反应,具有促进NOx吸收的作用。美国Dravo石灰公司采用6%氧化镁 增强石灰作脱硫剂,并在脱硫液中添加Fe(II)—EDTA,进行了 同时脱硫脱硝的中试研究,实现了60%以上的脱硝率和约99%的脱硫率。湿式FGD加金属 螯合物工艺的缺点主要是在反应中螯合物有损失,其循环利用困难,造成运行费用很高。

氯酸氧化法

氯酸氧化法又称Tri—NOX—NOX Sorb法。脱硫脱 硝采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺。氧化吸 收塔是采用氧化剂HCIO3来氧化NO和SO2及有毒金属,碱式吸 收塔则作为后续工艺采用Na2S及NaOH作为吸收剂,吸收残余的碱性气体。该工艺去除率达95%以上。

氯酸是一种强酸,比硫酸酸性强,浓度为35%的氯酸溶液99%可发生解离。氯酸是一种强氧化剂,氧化电位受液相pH控制。在酸性介质条件下,氯酸的 氧化性比高氯酸(HCIO4)还要强。 

 


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关键词:烟气脱硫脱硝,氨法烟气脱硫脱硝,氨法烟 气脱硫脱硝工程

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