火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術的發展分析
摘要:本(ben)文(wen)以(yi)火電廠煙氣(qi)為(wei)對象,分(fen)別從聯合脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝一體化技(ji)術(shu)、同時脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝一體化技(ji)術(shu)兩(liang)方(fang)面(mian),探討其(qi)發展情況,望能為(wei)此領域研(yan)究(jiu)有所借鑒與幫助。
在(zai)整(zheng)個大(da)氣當中,二氧化硫、氮氧化物(wu)為(wei)其(qi)主要污染物(wu),當其(qi)含(han)量達(da)(da)到一(yi)定程度時,會因(yin)發諸多(duo)二次污染,如酸雨(yu)、臭氧等,因(yin)而(er)無論是(shi)(shi)對人體健康還(huan)是(shi)(shi)對生態環境,均造成(cheng)了加大(da)危害。現(xian)階段,已(yi)經(jing)趨向成(cheng)熟的(de)煙氣脫(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)硝一(yi)體化技(ji)(ji)術(shu)主要有(you)兩種(zhong),其(qi)一(yi)為(wei)同時脫(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)硝技(ji)(ji)術(shu),其(qi)二是(shi)(shi)聯合脫(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)硝技(ji)(ji)術(shu),兩者(zhe)之間(jian)存在(zai)的(de)最大(da)差別就是(shi)(shi)能否(fou)僅用一(yi)種(zhong)反應(ying)劑,且在(zai)未添氨(an)的(de)狀況下達(da)(da)脫(tuo)(tuo)除目的(de)。本文就兩種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)作一(yi)系(xi)統化分析。
1.聯合脫硫脫硝一體化技術分析
1.1CuO/Al2O3吸收法分析
將Y-Al2O3(球(qiu)形)當(dang)(dang)作載體,將催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)活性組分(fen)負載于(yu)其表面,然后開展脫(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)硝實驗(yan)。此(ci)方法的(de)(de)(de)(de)基本流程為(wei):首先把(ba)(ba)(ba)Y-Al2O3(催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)載體)投(tou)到(dao)硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)溶(rong)液當(dang)(dang)中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行浸漬,后把(ba)(ba)(ba)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(負載有硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong))放(fang)到(dao)還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體環境當(dang)(dang)中(zhong),此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)附(fu)著的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)與(yu)(yu)還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體之間便會發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying),還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)成單(dan)(dan)質(zhi)(zhi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。如果燃煤所排(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)過(guo)反(fan)應(ying)塔,并且接(jie)觸于(yu)其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)床層,那么此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)當(dang)(dang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)充斥的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),便會與(yu)(yu)單(dan)(dan)質(zhi)(zhi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)之間發(fa)生(sheng)持續性的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying),最終生(sheng)成大量(liang)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。反(fan)應(ying)后,已經(jing)(jing)被硫(liu)酸(suan)(suan)鹽化(hua)(hua)(hua)(hua)之后的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji),經(jing)(jing)一(yi)(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)碳、氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體,此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)當(dang)(dang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)能(neng)夠(gou)根據現實情況及(ji)需(xu)要(yao),還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)成單(dan)(dan)質(zhi)(zhi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),而脫(tuo)(tuo)附(fu)后所得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)分(fen),可再次被利用(yong),因而可以(yi)獲得(de)不錯的(de)(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟效益。還(huan)(huan)(huan)(huan)需(xu)要(yao)指出的(de)(de)(de)(de)是,針對(dui)此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)質(zhi)(zhi)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)來講,其能(neng)夠(gou)重新融入(ru)(ru)到(dao)反(fan)應(ying)裝置當(dang)(dang)中(zhong),并且還(huan)(huan)(huan)(huan)會被煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)當(dang)(dang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)所氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua),進(jin)(jin)(jin)而形成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),最后再開展循(xun)環利用(yong)。如此(ci)一(yi)(yi)來,脫(tuo)(tuo)硫(liu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)能(neng)夠(gou)全(quan)部(bu)再生(sheng),并且重復開展脫(tuo)(tuo)硫(liu)反(fan)應(ying)。在脫(tuo)(tuo)硫(liu)反(fan)應(ying)時(shi)(shi)(shi)(shi),把(ba)(ba)(ba)適量(liang)的(de)(de)(de)(de)氨氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)加入(ru)(ru)到(dao)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)當(dang)(dang)中(zhong),混合(he),基于(yu)脫(tuo)(tuo)硝催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)影響與(yu)(yu)驅動下,氨氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)能(neng)夠(gou)把(ba)(ba)(ba)氮(dan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物以(yi)一(yi)(yi)種有選(xuan)擇性的(de)(de)(de)(de)方式進(jin)(jin)(jin)行還(huan)(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan),而且還(huan)(huan)(huan)(huan)能(neng)把(ba)(ba)(ba)氮(dan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物實時(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)向(xiang)沒(mei)有污染的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)進(jin)(jin)(jin)行轉化(hua)(hua)(hua)(hua),最后外排(pai)至大氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)。
1.2活性炭法
活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)法具(ju)體的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)除機理是:在(zai)脫(tuo)硫塔(ta)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong),煙(yan)(yan)氣中(zhong)(zhong)所(suo)(suo)充斥的(de)(de)(de)(de)SO2被活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)所(suo)(suo)吸附,并且在(zai)催化(hua)氧化(hua)作用(yong)下(xia),能(neng)夠(gou)形成(cheng)大量的(de)(de)(de)(de)吸附態硫酸,然后伴(ban)隨脫(tuo)硫塔(ta)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)共同(tong)被送至分(fen)離塔(ta);將SO2當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣脫(tuo)去,然后被送到(dao)第二級脫(tuo)硝塔(ta)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong);然后基于活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)驅動下(xia),塔(ta)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)NH3與(yu)NOx發生(sheng)反應(ying),生(sheng)成(cheng)N2。于分(fen)離塔(ta)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong),吸附了H2SO4所(suo)(suo)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan),于350℃的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下(xia),能(neng)夠(gou)熱(re)解再生(sheng);與(yu)此同(tong)時,還能(neng)釋放濃度(du)較高的(de)(de)(de)(de)SO2。針對此方法而言(yan),其(qi)反應(ying)溫(wen)度(du)是100~200℃,而SO2、NOx的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)除率分(fen)別為(wei)90%、70%。在(zai)整個(ge)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)制備體系(xi)中(zhong)(zhong),諸(zhu)如(ru)活(huo)化(hua)條件(jian)、炭(tan)化(hua)過程、原料性(xing)(xing)(xing)質等,均會(hui)對脫(tuo)除特性(xing)(xing)(xing)造成(cheng)影響。在(zai)整個(ge)工藝(yi)體系(xi)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong),諸(zhu)如(ru)液NH3濃度(du)、入口煙(yan)(yan)溫(wen)、活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)滯(zhi)留時間及煙(yan)(yan)氣流量等,均為(wei)對此工藝(yi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝效率造成(cheng)影響的(de)(de)(de)(de)重要參(can)數。
2.同時脫硫脫硝一體化技術分析
2.1濕法煙氣同時脫硫脫硝技術
(1)WSA-SNOx工(gong)(gong)藝(yi)。針對(dui)火電廠所(suo)產(chan)生的(de)煙氣(qi)(qi)來講,當(dang)其(qi)經SCR反應(ying)器后(hou),基于催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)持續影(ying)響下(xia),NOx能夠被還(huan)原為(wei)N2,在此(ci)之(zhi)后(hou),煙氣(qi)(qi)會流道(dao)改質器當(dang)中(zhong)(zhong)(zhong),另外,SO2還(huan)會被催(cui)化(hua)(hua)、氧(yang)化(hua)(hua)成SO3;還(huan)需強調的(de)是(shi),基于瀑布膜(mo)冷凝器當(dang)中(zhong)(zhong)(zhong),會將(jiang)(jiang)氨氣(qi)(qi)消耗掉,但(dan)是(shi)不(bu)會將(jiang)(jiang)其(qi)它(ta)化(hua)(hua)學藥品(pin)給消耗掉,無廢水(shui)產(chan)程,因而(er)可靠性、脫(tuo)硝率(lv)均比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao),除(chu)此(ci)之(zhi)外,還(huan)有著(zhu)比(bi)較(jiao)(jiao)低的(de)維護(hu)要(yao)求(qiu)及(ji)運行要(yao)求(qiu)。但(dan)不(bu)足之(zhi)處(chu)就是(shi)投資高(gao),運輸困難。(2)氯酸(suan)氧(yang)化(hua)(hua)法。運用(yong)含(han)氯酸(suan)的(de)強氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji),對(dui)NO、SO2進(jin)行氧(yang)化(hua)(hua)吸(xi)收(shou),其(qi)突出(chu)(chu)特(te)點就是(shi)可以圍繞一(yi)套裝(zhuang)備,對(dui)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)煙氣(qi)(qi)實施脫(tuo)硫、脫(tuo)硝處(chu)理;對(dui)于此(ci)工(gong)(gong)藝(yi)而(er)言(yan),其(qi)運用(yong)了(le)兩段工(gong)(gong)藝(yi),其(qi)一(yi)為(wei)堿式吸(xi)收(shou)塔,其(qi)二是(shi)氧(yang)化(hua)(hua)吸(xi)收(shou)塔,有著(zhu)比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)脫(tuo)除(chu)效率(lv);與(yu)此(ci)同時,還(huan)能將(jiang)(jiang)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)有毒微量(liang)金屬元素(su)給脫(tuo)除(chu)掉;此(ci)外,還(huan)需要(yao)說(shuo)明的(de)是(shi),其(qi)較(jiao)(jiao)之(zhi)基于催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)原理的(de)技術,不(bu)存在催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)失活、中(zhong)(zhong)(zhong)毒等情況。但(dan)需要(yao)指出(chu)(chu)的(de)是(shi),氯酸(suan)吸(xi)收(shou)劑(ji)存在較(jiao)(jiao)大的(de)制(zhi)取(qu)難度,而(er)且(qie)對(dui)設備還(huan)有較(jiao)(jiao)強的(de)腐蝕(shi)性。
2.2干式同時脫硫脫硝一體化技術
(1)尿(niao)素法(fa)。針(zhen)對尿(niao)素凈化煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)工(gong)藝而(er)言,其(qi)能(neng)(neng)夠(gou)同時將(jiang)NOx、SO2給去除(chu)(chu)掉,尤(you)其(qi)是(shi)(shi)(shi)SO2,脫除(chu)(chu)率(lv)能(neng)(neng)夠(gou)達到100%,而(er)NOx為95%。還(huan)(huan)需強調的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi),該工(gong)藝運用的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)液(ye),在(zai)具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)(de)pH值上,即5~9,對設(she)備部存在(zai)腐蝕性;還(huan)(huan)需要強調的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi),無論是(shi)(shi)(shi)SO2的(de)(de)(de)(de)脫除(chu)(chu)率(lv),還(huan)(huan)是(shi)(shi)(shi)NOx的(de)(de)(de)(de)脫除(chu)(chu)率(lv),均不受煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)當中對應(ying)濃度的(de)(de)(de)(de)影(ying)響;尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)能(neng)(neng)直排;而(er)針(zhen)對吸收(shou)液(ye)來講,其(qi)經過處理(li)后,能(neng)(neng)夠(gou)將(jiang)硫(liu)酸(suan)按回收(shou)掉。但需要分析的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi),卻有(you)著比較小的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)量,因(yin)而(er)與工(gong)業應(ying)用要求不相符(fu)。(2)高(gao)(gao)能(neng)(neng)輻(fu)射法(fa)。針(zhen)對高(gao)(gao)能(neng)(neng)輻(fu)射法(fa)而(er)言,其(qi)有(you)兩(liang)種類型,其(qi)一為脈(mo)沖電暈等離子(zi)(zi)體(ti)法(fa)(PPCP),其(qi)二是(shi)(shi)(shi)電子(zi)(zi)束照(zhao)射法(fa)(EBA)。所謂(wei)EBA。從根本上來講,就是(shi)(shi)(shi)借助電子(zi)(zi)加速器(qi)所形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)能(neng)(neng)等離子(zi)(zi)體(ti),將(jiang)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)當中的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)態污染物進(jin)行(xing)氧化(如SO2等),當高(gao)(gao)能(neng)(neng)電子(zi)(zi)將(jiang)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)當中的(de)(de)(de)(de)SO2、NOx強烈氧化后,便(bian)會于水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)生反(fan)應(ying),生成(cheng)硝(xiao)酸(suan)、硫(liu)酸(suan),且與氨進(jin)行(xing)反(fan)應(ying),最終便(bian)可獲得硝(xiao)酸(suan)銨、硫(liu)酸(suan)銨,最后經過煙囪,隨(sui)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)而(er)外排。
3.結語
綜上,伴(ban)隨社會(hui)經濟的迅(xun)猛化發(fa)展,科學技術在此背景下(xia),呈(cheng)現出井(jing)噴式的發(fa)展勢頭,在此驅動(dong)下(xia),許多先(xian)進(jin)技術在火(huo)電(dian)廠中(zhong)得到廣泛應用,有力推動(dong)著此方面的健(jian)全與成熟(shu)。為(wei)了能(neng)夠更好的消除(chu)火(huo)電(dian)廠污染,本文分別(bie)從(cong)同時脫(tuo)硫脫(tuo)硝、聯合脫(tuo)硫脫(tuo)硝兩方面,給出了具(ju)體的一體化技術,并明(ming)確了其發(fa)展思路,望能(neng)為(wei)此領域研究有所幫助與提示。

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