煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的發(fā)展
機電一體化產(chǎn)品的特色,是小編專(zhuān)門(mén)為各位機電一體化專(zhuān)業(yè)的同學(xué)準備的論文,希望對大家有幫助!
摘 要:煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是將脫硫脫硝技術(shù)合并在一個(gè)設備中進(jìn)行,目前國際雖研發(fā)出多種一體化裝置,但大多并未實(shí)現工業(yè)化應用,大部分仍處于研發(fā)或中間試驗階段,從多種技術(shù)角度論述了煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究及應用現狀,并對今后該類(lèi)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。a
關(guān)鍵詞:絡(luò )合;炭基;尿素;脈沖電暈
煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是將脫硫脫硝技術(shù)合并在一個(gè)設備中進(jìn)行,目前國際雖研發(fā)出多種一體化裝置,但大多并未實(shí)現工業(yè)化應用,大部分仍處于研發(fā)或中間試驗階段,按照脫除機理可分為聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)和同時(shí)脫硫脫硝技術(shù),在實(shí)際應用中則以金屬氧化物為主要活性組分的一體化吸收進(jìn)行聯(lián)合脫硫脫硝等技術(shù),相比較而言,同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)才是真正意義上的一體化脫硫技術(shù),文章對多種一體化技術(shù)現狀進(jìn)行了綜述,并對今后發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
1 金屬氧化物一體化技術(shù)
氧化銅干法吸收在適宜的溫度環(huán)境中不僅可很好地吸收SO2,且吸收劑也可實(shí)現良好再生,甚至可實(shí)現再生溫度基本等同于吸收溫度而簡(jiǎn)化流程。應用中為提高脫硫劑內脫硫組分的利用效率、防止銅催化劑燒結、提高其耐熱性和抗毒性能而常將氧化銅分散的固定在多孔載體上,多種載體比較而言硫酸鹽的生成反應活性更低,因此試劑表面積大小并不影響載體活性,而硅基樣品活性則大致等同于純微晶CuO載體特性。
該技術(shù)雖在很大程度上增大了煙氣與催化劑的接觸面積,但催化劑在通過(guò)反應器過(guò)程中的磨損成本和壓降將大幅度的提高運行成本,因而促成了移動(dòng)床的開(kāi)發(fā),在移動(dòng)床反應器內煙氣以錯流形式流經(jīng)含有催化劑的填料床導致其在重力作用下緩慢向下移動(dòng),因移動(dòng)床屬于錯流裝置,因此催化劑流量在接近化學(xué)計量比時(shí)脫硫效率達到最大值,同時(shí)因催化劑作為填料并且床層移動(dòng)緩慢,因而可忽略反應器內催化劑的磨損。過(guò)程中的硫化程度可分為表面硫化、輕度硫化和深層硫化幾個(gè)階段,因應避免反映溫度和載銅量不應過(guò)高以免深層硫化導致降低催化劑性能。
2 濕法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
2.1 絡(luò )合吸收法
當前大多聯(lián)合濕法技術(shù)多采用在WFCD內摻加金屬螯合物來(lái)實(shí)現脫除SO2和NOx的目的,但過(guò)程中溶液內的Fe易被氧化且工藝復雜而不利于大規模應用,因而開(kāi)辟了用含有-SH基團的亞鐵絡(luò )合物作為吸收液的同時(shí)脫硫脫硝技術(shù),其采用半胱氨酸亞鐵溶液等具有強還原性的物質(zhì)來(lái)吸收、還原煙氣內的SO2和NOx,并將其轉移至液相。
2.2 NaClO2氧化吸收法
自上世紀70年代末多位外國學(xué)者則嘗試用NaClO2溶液吸收煙氣中的NOx,國內華北電力大學(xué)劉風(fēng)等通過(guò)自行設計的小型鼓泡反應器進(jìn)行了對煙氣的同時(shí)脫硫脫硝試驗研究,并實(shí)現了在最佳條件下非常高的脫硫脫硝效果;總之該技術(shù)符合脫硫脫硝一體化思想,并能與當今主流濕法工藝實(shí)現有效結合,同時(shí)可減少占地面積,保證較高的脫硫脫硝效率等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)該技術(shù)的生成物相對復雜而不易進(jìn)行二次利用,并會(huì )對設備造成腐蝕。
2.3 脈沖電暈等離子法
該技術(shù)原理基本等同于電子束法,其差異主要在于電子束法是通過(guò)陰極電子發(fā)射和外電場(chǎng)的加速獲得,而脈沖電暈則是采用高壓電源電暈放電來(lái)代替加速器電子束的。過(guò)程中其利用快速上升的窄脈沖電場(chǎng)加速獲得高能電子并形成非平衡等離子體狀態(tài),通過(guò)獲得的大量活性粒子,該過(guò)程驅動(dòng)離子的能耗非常小,能量利用率較高,并可獲得較高的脫硫脫硝效果,該技術(shù)可在單一的過(guò)程內同時(shí)脫硫和硝,并可集脫硫脫硝和飛灰收集的功能于一體,該技術(shù)一次性治理所消耗的能量低于當前治理任何一種氣體所需要的能量,同時(shí)在電子加速過(guò)程中對慣性較大的離子則沒(méi)有加速,因此該技術(shù)在節能上有很大的潛力,并不影響鍋爐的安全運行,而成為當前研究的前沿。
2.4 尿素同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
該技術(shù)是將尿素作為一種還原劑,反映過(guò)程中煙氣與尿素溶液相互接觸,其中的NOx被還原為N,尿素則反映生成CO2和H2O,而SO2則與尿素反應生成硫酸銨,反應后的煙氣可直接通過(guò)煙囪進(jìn)行大氣排放而不會(huì )帶來(lái)二次污染,反應溶液則可作為肥料綜合利用;反應過(guò)程中鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器后從塔底進(jìn)入吸收塔內完成脫硫脫硝,吸收液則通過(guò)循環(huán)水池經(jīng)水泵增壓自頂部噴淋而下,氣液兩項在塔內完成洗滌和吸收的過(guò)程,尾液則流向塔底進(jìn)入循環(huán)池和沉淀池并在沉淀池內沉淀分離,分離后的上部尾液泵入蒸發(fā)濃縮系統,分離池底部的灰渣泵進(jìn)入灰渣池進(jìn)行進(jìn)一步分離,分離液回循環(huán)池,該技術(shù)的副產(chǎn)物為銨肥可實(shí)現回收利用,因此其具有較好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會(huì )效益。
3 其他方法
3.1 炭基材料法
該技術(shù)采用具有獨特空隙結構和表面活性官能團的炭基材料,該類(lèi)材料化學(xué)性質(zhì)穩定、耐酸耐堿并可實(shí)現再生利用,當前采用的炭基材料主要包括活性炭、活性焦、活性碳纖維和活性半焦等。采用活性焦脫硫脫硝技術(shù)采用類(lèi)似于吸附塔的活性焦流化床吸附器作為主要反映設備,在吸附器內煙氣中的SO2被氧化為SO,并溶于水生成稀硫酸氣溶膠,之后由活性焦吸附,吸附SO后的活性焦進(jìn)入脫吸器進(jìn)行加熱再生而實(shí)現活性炭的重復利用。
3.2 氯酸氧化法
氯酸氧化屬于一種濕式工藝,其可同時(shí)脫硫脫氮,且去除效果均可達95%以上,氯酸一般由氯酸鈉電解得到來(lái)氧化煙氣中的SO2和NOx,該過(guò)程一般在氧化塔內進(jìn)行,后續工藝則一般采用Na2S和NaOH來(lái)吸收煙氣中殘余的酸性氣體,整個(gè)吸收過(guò)程在堿式吸收塔內完成,采用強氧化劑進(jìn)行脫硫脫硝具有催化活性高等優(yōu)點(diǎn),但該技術(shù)易對設備造成較強腐蝕,同時(shí)氧化劑回收以及吸收廢氣的溶液的處理具有較大的難度。
4 一體化技術(shù)展望
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,大量可行的新的廢氣處理技術(shù)被引入煙氣治理,如高效液相催化氧化法以及膜分離技術(shù)等勢必在今后可促進(jìn)技術(shù)成熟可行的治理方法的出現。在諸多處理技術(shù)中雖各自有各自的優(yōu)點(diǎn),但大多尚處于試驗研究階段,許多技術(shù)在降低能耗、降低投資以及減少二次污染等方面需要改進(jìn),但脫硫脫硝一體化技術(shù)為煙氣凈化指明了方向,因而應建立更加完整的脫硫脫硝配套產(chǎn)業(yè)技術(shù),并對現有技術(shù)進(jìn)行不斷完善和應用方可更好的處理鍋爐煙氣,達到更好的效果。
結語(yǔ)
脫硫脫硝一體化技術(shù)是控制鍋爐煙氣內SO2和NOx最為有效的途徑,同時(shí)良好的技術(shù)尚應具備同時(shí)脫汞的目的,但由于脫硫脫硝一體化技術(shù)具有工藝流程復雜,易造成氨泄漏等缺點(diǎn),因而在今后應著(zhù)力發(fā)展高效、經(jīng)濟的脫硫脫硝一體化技術(shù)。
參考文獻
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