簡述脫硫脫硝工藝

1、簡述脫硫脫硝工藝摘要：現(xiàn)隨著中國社會的進(jìn)步，目前生產(chǎn)制造業(yè)的工業(yè)化水平越來越高，工 業(yè)化的發(fā)展提高了人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的增長，同時也給環(huán)境造成 了巨大的損害。其中，各種原材料燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)是破壞環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)住?例如：二氧化碳是引起溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)，二氧化硫、氮氧化物以及粉塵顆粒又 是大氣污染的主要來源。為了避免更多有害氣體排放到大氣中，我們需要對工業(yè) 管道的煙氣進(jìn)行處理，只有處理過的煙氣達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能將其排放 到大氣中。煙氣脫硝與脫硫是國家“十二五”減排的重點，是環(huán)境治理的重要內(nèi) 容，也是相應(yīng)煙氣治理環(huán)保企業(yè)必須搶占的制高點。所以煙氣脫硫脫銷的技術(shù)發(fā) 展和推廣勢

2、在必行。關(guān)鍵詞：脫硫脫硝；二氧化硫；氮氧化物；煙氣治理1脫硫工藝的概述煙氣脫硫方法主要參考脫硫過程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫 可分為濕法、半干法和干法三類。1.1濕法脫硫工藝濕法脫硫工藝主要有石灰石/石灰一石膏（拋棄）法、簡易濕法、雙堿法、海 水脫硫、氧化鎂法、濕式氨法、石灰一鎂法、堿式硫酸鋁法等。濕法脫硫工藝的 主要原理是利用堿性溶液作為主要脫硫劑和煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，除 去煙氣中的二氧化。這種工藝已經(jīng)有50年的歷史，屬于一種成熟的脫硫工藝， 主要特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露 點溫度，所有脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。這就需要相應(yīng)

3、的煙氣再熱裝置， 增加了脫硫系統(tǒng)的復(fù)雜程度。由于反應(yīng)后的產(chǎn)物為濕態(tài)，也會存在廢水處理問題。由于是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快、脫硫劑利用率高、脫硫效率可以達(dá)到90% 以上，是目前國內(nèi)外大型鍋爐首選的脫硫工藝。綜合而言，濕法脫硫最大的優(yōu)點就是具有很高的脫硫效率，但在于焦?fàn)t煙氣 脫硫方面具有天生的不足。其主要缺點有：排煙溫度低，影響煙囪的自拔力， 當(dāng)出現(xiàn)突然斷電或設(shè)備故障，會影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)甚至導(dǎo)致安全事故；脫硫后 煙氣含有濕量大（焦?fàn)t煙囪一般是按干態(tài)煙氣設(shè)計），同時還含有一定的（亞） 硫酸鹽，對煙囪的腐蝕比較嚴(yán)重；經(jīng)過濕法脫硫后，煙氣中粉塵濃度會有一定 增加，帶來新的顆粒物污染；隨著系統(tǒng)運行時間的

4、增長，脫硫液中的氯離子富 集，若不外排，則影響脫硫效率，外排則會造成新的污水問題；系統(tǒng)腐蝕及堵 塞，后期維護(hù)量大。1.2半干法脫硫工藝半干法煙氣脫硫技術(shù)是利用噴霧干燥原理，在吸收劑漿液噴入吸收塔以后， 一方面吸收劑與煙氣中的S02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固體灰渣;另一方面煙氣將熱 量傳遞給吸收劑使之不斷干燥。在塔內(nèi)脫硫反應(yīng)后形成的廢渣為固體粉塵狀，一 部分在塔內(nèi)分離，另一部分隨脫硫后煙氣進(jìn)入除塵器。此討程包含漿液（水）的霧 化、（漿）液滴的干燥、SO2與脫硫劑的反應(yīng)（包含氣液反應(yīng)、氣固反應(yīng)）、脫硫灰 的分離循環(huán)等重要環(huán)節(jié)。粉狀脫硫劑及增濕水分別噴入脫硫反應(yīng)塔中，或脫硫劑 與水首先制成漿液，噴入脫硫反

5、應(yīng)塔中，都屬于半干法煙氣脫硫的范疇，前一類 為噴粉增濕類，后一類為噴漿類。國外研究者從十多年前就開始進(jìn)行半干法煙氣 脫硫技術(shù)的研究，開發(fā)出多種半干法脫硫工藝，成為石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù) 的有益補充。1.3干法脫硫工藝干法煙氣脫硫，是指脫硫的最終產(chǎn)物是干態(tài)的。主要有鈉基純干法、荷電干 式噴射脫硫法（CSDI法）、電子束照射法（EBA）、脈沖電暈法（PPCP）以及活 性炭（焦）吸附法等。干法煙氣脫硫過程脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行， 具有設(shè)備腐蝕小、凈化后煙溫高而利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點，但脫硫效率低、反 應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大。多數(shù)干法脫硫技術(shù)還能同時脫除煙氣中含有的NOX，即 脫硫脫硝一體

6、化，具有廣闊的應(yīng)用前景。2脫硝工藝的概述有關(guān)NOX的控制方法從燃料的生命周期的三個階段入手，限燃燒前、燃燒中 和燃燒后。目前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃 燒后NOX的控制。所以在國際上把燃燒中NOX的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施， 把燃燒后NOX的控制措施統(tǒng)稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術(shù)。目前普遍采用的燃燒中NOX控制技術(shù)即為低NOX燃燒技術(shù)，主要有低NOx燃 燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。一次措施在水泥窯中運用較多。煙氣脫硝 技術(shù)運用較成熟的主要有選擇性催化還原技術(shù)（Selective Catalytic Reduction， 簡稱SCR）、選擇性非催化還原技

7、術(shù)（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱 SNCR）以及SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術(shù)。2.1 選擇性催化還原技術(shù)（Selective Catalytic Reduction，簡稱 S CR）SCR脫硝系統(tǒng)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑、利用 催化劑將煙氣中的NOX轉(zhuǎn)化為氮氣和水。在通常的設(shè)計中，使用液態(tài)無水氨或氨 水（氨的水溶液），無論以何種形式使用氨，首先使氨蒸發(fā)，然后氨和稀釋空氣 或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。在SCR反應(yīng) 器內(nèi)，NO 通過以下反應(yīng)被還原：4NO+4NH3+O2f4N2+6H2O；6N

8、O+4NH3f5N2+6H2OSCR系統(tǒng)NOX脫除效率可達(dá)到80%-90%的脫硝率。噴入到煙氣中的氨幾乎完 全和NOX反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來說， 對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或 堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應(yīng)器中 NH3/NOX摩爾比（NSR）。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性 能標(biāo)準(zhǔn)時，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng) 器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命。SCR法按催化劑使用溫度區(qū)間主要分三種：高溫脫硝催化劑（300

9、-400C）、 中溫脫硝催化劑（220-300C）、低溫脫硝催化劑（低于220C）。2.1選擇性非催化還原技術(shù)（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱 SNCR）SNCR工藝的原理主要是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NOX進(jìn)行選擇性反 應(yīng)，不用催化劑，只需在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑反應(yīng)的最佳溫度為850 1100C的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOX進(jìn)行SNCR 反應(yīng)生成N2，該方法以窯爐為反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)主要發(fā)生的反應(yīng)為： 4NH3+4NO+O2一4N2+6H2O（NH3 為還原劑）；2NO+2CO（NH2）2+2O2一3N2+2

10、CO2+4H2O （尿素為還原劑）SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%60%,受熱工設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸影響 很大，反應(yīng)的溫度必須控制在8501100C的區(qū)域。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時，由于氨 的分解會使NOX還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過低時，氨的逃逸增加，也會 使NOX還原率降低。NH3是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污 染。采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。但是用尿素作 為還原劑會也存在污染環(huán)境問題，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時，NOX 會轉(zhuǎn)化為N2O, N2O會破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外N2O還被認(rèn)為會產(chǎn)生 溫室效應(yīng)。2.3 SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術(shù)。SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術(shù)是把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同SCR工 藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步脫除NOX。它是把SNCRX藝 的低費用特點同SCR工藝的高效率及低的氨逃逸率進(jìn)行有效結(jié)合。參考文獻(xiàn)：郝宏