脫硫脫硝技術(shù)介紹

1、脫硫脫硝技術(shù)介紹1 .選擇性低溫氧化技術(shù)(LoTOX +EDV( Electro-Dynamic Venturei )洗滌系 統(tǒng)原理：臭氧同時(shí)脫硫脫硝主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性將 NO氧化為高價(jià)態(tài)氮氧化 物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物和二氧化硫同時(shí)吸收轉(zhuǎn)化為溶于水的物質(zhì)，達(dá)到脫除的目的。-*1 mLoTTOx系流穫?cè)πЧ涸诘湫蜔煔鉁囟认?，臭氧?duì) NO的氧化效率可達(dá)84%以上，結(jié)合尾部濕法 洗滌，脫硫率近100%脫硝效率也在O3/NO摩爾比為0.9時(shí)達(dá)到86.27%。也有 研究將臭氧通進(jìn)煙氣中對(duì)NO進(jìn)行氧化，然后采用Na2S和NaOH溶液進(jìn)行吸收， 終極將NOx轉(zhuǎn)化為N2, NOX勺往除率高達(dá)95

2、%, SO2往除率約為100%但是吸收 液消耗比較大。影響因素：主要有摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、吸收液性質(zhì)等1) 在0.9 <O3/N* 1的情況下，脫硝率可達(dá)到 85%上，有的甚至幾乎達(dá)到 100%2) 溫度控制在150C3) 臭氧在煙氣中的停留時(shí)間只要能夠保證氧化反應(yīng)的完成即可.關(guān)鍵反應(yīng)的反 應(yīng)平衡在很短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到，不需要較長(zhǎng)的臭氧停留時(shí)間。4) 常見(jiàn)的吸收液有Ca(OH)2、NaOH等堿液，用水吸掃尾氣時(shí)，NO和SO2的脫 除效率分別達(dá)到86.27%和100%用Na2S和NaOH溶液作為吸收劑，NOx的往除 率高達(dá)95% SO2往除率約為100%但存在吸收液消耗量大的問(wèn)題。優(yōu)

3、點(diǎn)：較高的NOX脫除率，典型的脫除范圍為70%-90%甚至可達(dá)到95%并且 可在不同的NOX濃度和NO NO2的比例下保持高效率；由于未與 NOX反應(yīng)的O3 會(huì)在洗滌器內(nèi)被除往，所以不存在類(lèi)似 SCR中O3的泄漏題目；除以上優(yōu)點(diǎn)外， 該技術(shù)應(yīng)用中SO2和CO的存在不影響NOX勺往除，而LoTOx也不影響其他污染 物控制技術(shù)，它不存在堵塞、氨泄漏，運(yùn)行費(fèi)用低。2 .半干法煙氣脫硫技術(shù)主要介紹旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法。該法是美國(guó)和丹麥聯(lián)合研制出的工藝。 該法與煙氣脫硫工藝相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)，而且 煙氣脫硫率達(dá)75%90%該法利用噴霧干燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收 塔

4、。在吸收塔內(nèi)，吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發(fā)干燥，完成脫硫反應(yīng)后的廢渣以干態(tài)形式排出。 該法包括四個(gè)在步驟：1）吸收劑的制備；2）吸收劑漿液霧化；3）霧粒與煙氣 混合，吸收二氧化硫并被干燥；4）脫硫廢渣排出。該法一般用生石灰做吸收劑。 生石灰經(jīng)熟化變成具有良好反應(yīng)能力的熟石灰，熟石灰漿液經(jīng)高達(dá)1500020000r/min的高速旋轉(zhuǎn)霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小于 100微米， 具有很大的表面積，霧滴一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反應(yīng)， 迅 速的將大部分水分蒸發(fā)，產(chǎn)生含水量很少的固體廢渣。CaO與煙氣中的SO2專(zhuān)化生成硫酸干

5、法煙氣脫硫是指應(yīng)用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來(lái)脫除煙氣中的 SO2干法煙氣脫硫定義：噴入爐膛的CaCO高溫煅燒分解成SO發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣；采用電子束照射或活性炭吸附使 氨或硫酸，統(tǒng)稱(chēng)為干法煙氣脫硫技術(shù)。優(yōu)缺點(diǎn)：特別是凈化后它的優(yōu)點(diǎn)是工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)污水、污酸處理問(wèn)題，能耗低， 煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會(huì)產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不 需要二次加熱，腐蝕性??；其缺點(diǎn)是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面 積大，操作技術(shù)要求高。因此不主推干法脫硫。對(duì)于脫硫最常用的就是燃燒后脫硫，也就是煙氣脫硫。常用的有濕法和干法。濕法脫硫：濕法煙氣脫硫技術(shù)是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣

6、液反應(yīng)， 所以反應(yīng)速度快，效率高，脫硫劑利用率高。該法的主要缺點(diǎn)是脫硫廢水二次污 染；系統(tǒng)易結(jié)垢，腐蝕；脫硫設(shè)備初期投資費(fèi)用大；運(yùn)行費(fèi)用較高等。常見(jiàn)的有 兩種：石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)該技術(shù)以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收 塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，同時(shí)向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，脫硫劑的副產(chǎn)品為石膏。 該系統(tǒng)包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水和 廢水處理系統(tǒng)。由于石灰石價(jià)格便宜，易于運(yùn)輸和保存，因而已成為濕法煙氣脫 硫工藝中的主要脫硫劑，石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)成為優(yōu)先選擇的濕法煙氣 脫硫工藝。該法脫硫

7、效率咼（大于95%，工作可靠性咼，但該法易堵塞腐蝕，脫 硫廢水較難處理。具體原理如下：1. SO和 SO3勺吸收 SO2 十 H2SH+HSO3- ； SO十 H2SH2SO4 SO和 SO吸收的關(guān)鍵是提高其他水中的溶解度，PH值越高，水的表面積越大， 氣相湍流度越高，SO2 SO3勺溶解量越大。2 .與石灰石漿液反應(yīng) CaCO十 2H+ +HSO3-Ca2+十 HSO3- + H2O十 CO2 CaCO十 H2SO4 CaSO4+H2十 CO23. CaCO3 +2HOCaCl2+H2Of CO2本步驟的關(guān)鍵是提高 CaCO的溶解度， PH值越低，溶解度越大。石灰石-石膏濕法脫硫的優(yōu)點(diǎn)：1、

8、工藝成熟，最大單機(jī)容量超過(guò)1000MWV2、脫硫效率高95%,Ca/S< 1.03 ； 3、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可用率95% 4、脫硫劑一石灰石，價(jià)廉易得；5、脫硫副 產(chǎn)品一石膏，可綜合利用；6、建設(shè)期間無(wú)需停機(jī)。運(yùn)行費(fèi)缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大；造價(jià)高，一次性投資大；運(yùn)行較多、 用高，副產(chǎn)品處理問(wèn)題。氨水與煙 氧化后生 。該法的反應(yīng)速氨法煙氣脫硫技術(shù)該法的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑，氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸氨， 成硫酸氨溶液，經(jīng)結(jié)晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨（肥料） 度比石灰石一石膏法快得多，而且不存在結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象，但投入較大。三、問(wèn)題形成的主要原因及

9、對(duì)策濕法煙氣脫硫技術(shù)特別適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的脫硫除塵，并且還具 有設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、脫硫率高等優(yōu)點(diǎn)，其中用得最多的是石灰石-石膏法，它 主要以技術(shù)成熟、適用煤種廣、脫硫率高、脫硫劑來(lái)源廣等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為我國(guó) 重點(diǎn)提倡的一種濕法脫硫方法，但在實(shí)踐中，存在著結(jié)垢堵塞、腐蝕、廢液處理 等問(wèn)題，而要徹底解決這些問(wèn)題則是改進(jìn)濕法脫硫技術(shù)的核心一環(huán)。（一）結(jié)垢堵塞在濕法煙氣脫硫中，管道與設(shè)備是否結(jié)垢堵塞，已成為脫硫裝置能否正常運(yùn) 行的關(guān)鍵問(wèn)題，要解決結(jié)垢堵塞問(wèn)題，我們需弄清結(jié)垢的機(jī)理，以及影響和造成 結(jié)垢堵塞的因素，然后才能有針對(duì)性地從工藝設(shè)計(jì)、 設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作控制等方面 著手解決。對(duì)于造成結(jié)垢堵

10、塞的原因，肖文德等人認(rèn)為主要有如下 3種方式：（1）因溶 液或料漿中水分蒸發(fā)，導(dǎo)致固體沉積；（2） Ca（OH 2或CaCO沉積或結(jié)晶析出， 造成結(jié)垢；（3） CaSO或 CaSO從溶液中結(jié)晶析出，石膏晶種沉淀在設(shè)備表面并 生長(zhǎng)而造成結(jié)垢。但在操作中出現(xiàn)的人為因素也是需重視的原因，如：（1）沒(méi)有嚴(yán)格按操作規(guī)程，加入的鈣質(zhì)脫硫劑過(guò)量，引起洗滌液pH值過(guò)高，促進(jìn)了 CO2的吸收，生成過(guò)多的 CaCO3CsSO等沉淀物質(zhì)；（2）將含塵多的煙氣沒(méi)經(jīng)嚴(yán)格 除塵就進(jìn)入吸收塔脫硫?，F(xiàn)在還沒(méi)有完善的方法能能絕對(duì)地解決此問(wèn)題。目前，一些常見(jiàn)的防止結(jié)垢堵塞的方法有：（1）在工藝操作上，控制吸收液中水分蒸發(fā)速度和蒸

11、發(fā)量；（2）適當(dāng)控制料漿的pH值。因?yàn)殡SpH值的升高，CaSO溶解度明顯下降。所以料漿 的pH越低就越不易造成結(jié)垢。但是，若 pH值過(guò)低，溶液中有較多的CaSO3易 使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行，并且過(guò)低還易腐蝕設(shè)備，所以漿液的pH值應(yīng)控制適當(dāng)，一般采用石灰石漿液時(shí)，pH值控制為5.86.2 ； （3）（5）對(duì)于難溶的鈣如：石灰石漿液的濃度一般控制?。?）設(shè)備結(jié)構(gòu)要作特殊設(shè)計(jì)，盡溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不能過(guò)飽和，保持溶液有一定的晶種；（4）在吸收液中加 入CaSO4 2H2O或 CaSO晶種來(lái)控制吸收液過(guò)飽和并提供足夠的沉積表面，使溶 解鹽優(yōu)先沉淀在上面，減少固體物向設(shè)備表面的沉積

12、和增長(zhǎng)； 質(zhì)吸收劑要采用較小的濃度和較大的液氣化。 于15% （6）嚴(yán)格除塵，控制煙氣中的煙塵量； 量滿(mǎn)足吸收塔持液量大、氣液相間相對(duì)速度高、有較大的氣液接觸面積、內(nèi)部構(gòu) 件少、壓力降小等條件。另外還要選擇表面光滑、不易腐蝕的材料制作吸收設(shè)備， 在吸收塔的選型方面也應(yīng)注意。例如：流動(dòng)床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結(jié)垢 和堵塞；（8）使用添加劑也是防止設(shè)備結(jié)垢的有效方法。目前使用的添加劑有 CaCI2, Mg（OH 2,已二酸等。另一種結(jié)垢原因是煙氣中的 O2將CaSO氧化成為CaSO4（石膏），并使石膏 過(guò)飽和。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系統(tǒng)中。 其控制措施是通過(guò)強(qiáng)制氧 化和抑制氧化的調(diào)節(jié)

13、手段。既要將全部 CaSO氧化成為CaSO4又要使其在非飽 和狀態(tài)下形成的結(jié)晶，可有效地控制結(jié)垢。（二）腐蝕設(shè)備腐蝕的原因十分復(fù)雜，它與多種因素有關(guān)。如：溶液的溫度、 pH值、 煤種燃燒狀態(tài)、氯離子濃度等。燃煤燃燒過(guò)程中除生成 SO以外，還生成少量的 SO3而SO可與煙氣中的水分（4%- 12%生成硫酸霧。當(dāng)溫度較低時(shí)，硫酸霧 凝結(jié)成硫酸除著在設(shè)備的內(nèi)壁上，或溶解于洗滌液中，這就是濕法吸收塔及有關(guān) 設(shè)備腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重的主要原因。目前，對(duì)濕式脫硫系統(tǒng)各部位合理的選擇防腐材料及在設(shè)備內(nèi)外涂防腐材料 是解決腐蝕問(wèn)題的主要方法。如：經(jīng)受高溫、腐蝕、磨損較快的部位，可采用麻 石、陶瓷或改性高硅鑄鐵；經(jīng)受中

14、低溫和腐蝕、磨損不嚴(yán)重的部位，可采用防腐 防磨涂料作表面處理。日本日立公司的防腐措施是：在煙氣再熱器、吸收塔入口 煙道、吸收塔煙氣進(jìn)口段，均采用耐熱玻璃鱗片樹(shù)脂涂層，在吸收塔噴淋區(qū)采用 不銹鋼或碳鋼橡膠襯里。另外可適當(dāng)控制 pH值來(lái)避免腐蝕，如：石灰石料漿的 pH值一般控制在6.56.8。（三）煙氣脫水濕法吸收塔在運(yùn)行過(guò)程中，易產(chǎn)生粒徑為1060卩m的“霧”。“霧”不僅含 有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO等。如不妥善解決，將使煙氣帶水，腐蝕 管道和風(fēng)機(jī)，并使風(fēng)機(jī)葉輪粘灰、結(jié)垢，引起風(fēng)機(jī)震動(dòng)，縮短風(fēng)機(jī)使用壽命。因 此，濕法除塵必須配置除備的設(shè)備，其性能直接影響到濕法煙氣脫硫系統(tǒng)能否連 續(xù)可靠運(yùn)

15、行。除霧器通常由除霧器本體及沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。 除霧器本體作用是捕集煙氣中的 液滴及少量粉塵，減少煙氣帶水，防止風(fēng)機(jī)振動(dòng)；沖洗系統(tǒng)是定期沖洗由除霧器 葉片捕集的液滴、粉塵，防止葉片結(jié)垢，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。除霧器多設(shè)在吸收 塔的頂部。通常應(yīng)設(shè)二級(jí)除霧器，使得凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超 過(guò)100mg/m3否則將腐蝕熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)。（四）廢水的處理堿液吸收煙氣中的SO后，主要生成含有煙塵、硫酸鹽、亞硫酸鹽等的呈膠 體懸浮狀態(tài)的廢渣液，其pH值低于5.7，呈弱酸性。所以，這類(lèi)廢水必須適當(dāng)處 理，達(dá)標(biāo)后才能外排。否則會(huì)造成二次污染。廢水的合理處理應(yīng)該是能回收和綜 合利用廢水中的硫酸鹽類(lèi)，使廢

16、物資源化。如：日本和德國(guó)由于石膏資源缺乏， 所以在濕法石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫中，成功地將廢水中的硫酸鹽類(lèi)轉(zhuǎn)化 成石膏；也可將廢水中的硫酸鹽類(lèi)轉(zhuǎn)化成高濃度高純度的液體SO2作為生產(chǎn)硫酸的原料?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外電廠(chǎng)對(duì)石灰石-石膏法的脫硫廢水主要以化學(xué)處理為主。 先將廢水在緩沖池中經(jīng)空氣氧化，使低價(jià)金屬離子氧化成高價(jià)（其目的是使金屬 離子更易于沉淀去除），然后進(jìn)入中和池，在中和池中加入堿性物質(zhì)石灰乳，使 金屬離子在中和池中形成氫氧化物沉淀， 部分金屬離子得以去除。但是，還有一 些金屬的氫氧化物（如Fe, Cr，Ni）為兩性化合物，隨著pH值的升高，其溶解 度反而增大，因而，中和后的廢水通常采用硫化

17、物進(jìn)行沉淀處理，使廢水中的金屬離子更有效地去除。廢水經(jīng)反應(yīng)池形成的金屬硫化物后進(jìn)入絮凝池，加入一定 的混凝劑使細(xì)小的沉淀物絮凝沉淀。然后將混凝后的廢水進(jìn)入沉掌政池進(jìn)行固液 分離，分離出來(lái)的污泥一部分送到污泥處理系統(tǒng)，進(jìn)行污泥脫水處理，而另一部分則回流到中和池，提供絮凝的結(jié)晶核，沉淀池出水的pH值較高，需進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后才能排放。四、結(jié)語(yǔ)目前，我國(guó)中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫大部分已采用濕式脫硫， 但目前它還存 在一些問(wèn)題，嚴(yán)重的影響它的總體效率及利用范圍， 所以找出合理的方法來(lái)解決 這些問(wèn)題勢(shì)在必行。（一）對(duì)于設(shè)備的結(jié)垢堵塞問(wèn)題，主要以提供沉積表面、精簡(jiǎn)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件 和使用添加劑來(lái)防止。（二）對(duì)于腐蝕

18、問(wèn)題，則主要以改善設(shè)備的材料來(lái)考慮。（三）對(duì)于脫硫廢水的處理問(wèn)題，主要是防止二次污染。首先應(yīng)分離出廢水 中的有用物質(zhì)，如將其中的硫轉(zhuǎn)化為硫磺或石膏等，廢水經(jīng)處理后再回用。脫硝1、SCR（選擇性催化還原脫硝）技術(shù)：SCR是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù),它是一種爐后脫硝方法,最早由日本于20 世紀(jì)6070年代后期完成商業(yè)運(yùn)行,是利用還原劑（NH3,尿素）在金屬催化劑 作用下，選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O,而不是被02氧化，故稱(chēng)為“選擇性”。選擇性非催化還原法是一種不使用催化劑，在8501100C溫度范圍內(nèi)還原NOx的方法。最常使用的藥品為氨和尿素。 氨氣作為脫硝劑被噴入高溫?zé)煔饷撓跹b置中,在催

19、 化劑的作用下將煙氣中NOx分解成為N2和H20其反應(yīng)公式如下：4N0 + 4NH3 +O2 4N2 + 6H2O ; NO +NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O ;是咼80%。其工一般通過(guò)使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?上述反應(yīng)可以在200 C450 C的溫度范圍內(nèi)有效 進(jìn)行,在NH3/NO= 1的情況下,可以達(dá)到8090%勺脫硝效率。 煙氣中的NOx濃 度通常是低的，但是煙氣的體積相對(duì)很大，因此用在SCR裝置的催化劑一定 性能。因此用在這種條件下的催化劑一定滿(mǎn)足燃煤鍋爐高可靠性運(yùn)行的要求。 般來(lái)說(shuō)，SNC脫硝效率對(duì)大型燃煤機(jī)組可達(dá) 25%40% ,對(duì)小型機(jī)組可達(dá) 由于該法受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。程造價(jià)低、布置簡(jiǎn)易、占地面積小，適合老