一、煙氣脫硫脫硝技術(shù)推廣意義
在我國(guó)一次能源構(gòu)成和消費(fèi)中,煤炭所占的比例高達(dá)70%,其中燃煤電廠又是我國(guó)耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶.因此控制燃煤電廠排放的二氧化硫及氮氧化物,是目前我國(guó)大氣污染控制領(lǐng)域緊迫的任務(wù)之一.占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒,煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重污染.隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng),減少污染源、凈化大氣、保護(hù)人類生存環(huán)境的問(wèn)題正在被億萬(wàn)人們所關(guān)心和重視,尋求解決這一污染措施,已成為當(dāng)代科技研究的重要課題之一.因此控制SO2的排放量,既需要國(guó)家的合理規(guī)劃,更需要適合中國(guó)國(guó)情的低費(fèi)用、低耗本的脫硫技術(shù).
二、主要技術(shù)
1、聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
這項(xiàng)技術(shù)是當(dāng)今世界上應(yīng)用泛的煙氣脫硫脫硝技術(shù),因?yàn)閭鹘y(tǒng)的脫硫技術(shù)可以去除煙氣中的SO2,同時(shí),選擇性催化還原技術(shù)(簡(jiǎn)稱SCR)可 以去除煙氣中的NOx,這兩種技術(shù)各自工作,不相互干擾,一般可以達(dá)到比較理想的效果.聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)常常采用高性能石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)來(lái)去除煙 氣中的SO2,并用SCR技術(shù)去除NOx.一般來(lái)說(shuō),石灰石-石膏煙氣脫硫體系選用的技術(shù)方式是濕式技術(shù),而現(xiàn)階段比較的SCR體系卻采用干式技術(shù). 現(xiàn)在,該技術(shù)在日本、德國(guó)、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛的應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)主要是,不論入口處的SO2和NOx濃度是多高,經(jīng)過(guò)處理,都能達(dá)到脫硫率90%以上 和脫硝率80%以上的理想效果,但美中不足的是在該項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)形成表面結(jié)垢,從而降低了對(duì)SO2和NOx脫除的效率,并且會(huì)阻塞和腐蝕正在運(yùn)行 的設(shè)備,比如GGH.
2、同時(shí)脫硫脫銷技術(shù)
用兩套裝置分別脫除煙氣中的對(duì)SO2和NOx,不但所占空間大,而且投資費(fèi)用高、操作起來(lái)也比較困難,從而同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)越來(lái)越受到業(yè)界的 廣泛關(guān)注.但是,同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)還處于研究階段,尚未得到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用.這項(xiàng)技術(shù)可分為:燃燒過(guò)程的同時(shí)脫除技術(shù)和燃燒后同時(shí)脫除技術(shù),后者將會(huì)在工 業(yè)生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用,技術(shù)方式可分為濕法和干法.現(xiàn)階段,國(guó)際上大多研究機(jī)構(gòu)主要集中研究干式同時(shí)脫硫脫硝技術(shù).下面主要介紹有一定研究成果的同時(shí)脫 硫脫硝技術(shù).
3、軟錳礦法煙氣脫硫資源化技術(shù)
MnO2是一種良好的脫硫劑.在水溶液中,MnO2與SO2發(fā)生氧化還原發(fā)應(yīng),生成了MnSO4.軟錳礦法煙氣脫硫正是利用這一原理,采用軟錳礦漿作為吸收劑,氣液固湍動(dòng)劇烈,礦漿與含SO2煙氣充分接觸吸收,生成副產(chǎn)品工業(yè)硫酸錳.該工藝的脫硫率可達(dá)90%,錳礦浸出率為80%,產(chǎn)品硫酸錳達(dá)到工業(yè)硫酸錳要求(GB1622-86).常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法是:軟錳礦粉與硫酸和硫精沙混合反應(yīng),產(chǎn)品凈化得到工業(yè)硫酸錳.由于我國(guó)軟錳礦品位不高,硫酸耗量增大,成本上升.該法與常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳相比是,不用硫酸和硫精沙,溶液雜質(zhì)也降低,原料成本和工藝成本都有降低,比常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法節(jié)約成本25%以上, 加之國(guó)家對(duì)環(huán)保產(chǎn)品在稅收上的優(yōu)惠,競(jìng)爭(zhēng)力將大大提高.
4、電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)
電子束氨法煙氣脫硫脫硝工業(yè)化技術(shù)(簡(jiǎn)稱CAEB-EPS技術(shù)),充分挖掘電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術(shù)的潛力,結(jié)合中國(guó)具體國(guó)情,具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、可靠性高等的特點(diǎn),居水平.CAEB-EPS技術(shù)是利用高能電子束(0.8~1MeV)輻照煙氣,將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化成硫酸銨和的一種煙氣脫硫脫硝技術(shù).
5、脈沖電暈等離子法
這項(xiàng)技術(shù)是學(xué)者M(jìn)asuda和Mizunou,在20世紀(jì)80年代中期提出來(lái)的,由電子束照射法發(fā)展而來(lái),其脫硫脫硝的原理與電子束照射法的大體一致,主要區(qū)別在于而這項(xiàng)技術(shù)則采用高壓電源電暈放電代替加速器電子束產(chǎn)生的.
脈沖電暈等離子法脫硫脫硝的過(guò)程可以一分為三.
首先,脈沖放電產(chǎn)生含有大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有很強(qiáng)氧化性的自由基的等離子體,其中活性粒子的平均能量大于氣體分子的鍵能, 而這些活性粒子與煙氣中的有害分子碰撞,一可以打開(kāi)氣體分子鍵,生成一些單原子分子和固體微粒,一可以產(chǎn)生大量的自由基和氧化性的臭氧.由這些單原子 分子、自由基和臭氧組成的活性粒子所引起的化學(xué)反應(yīng)最終將廢氣中的有害物質(zhì)變成無(wú)害物質(zhì).
6、石灰石/石膏濕法
該方法是成熟的煙氣脫硫技術(shù),采用石灰或石灰石乳濁液吸收煙氣中的SO2,生成半水亞硫酸鈣或石膏.優(yōu)點(diǎn):①脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時(shí),脫硫效率大于90%);②吸收劑利用率高,可達(dá)90%;③設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高(可達(dá)90%以上).缺點(diǎn):成本較高、副產(chǎn)物產(chǎn)生二次污染等7、催化氧化法煙氣脫硫技術(shù)
該法采用適用低濃度的新型催化劑,通過(guò)催化氧化,在脫硫過(guò)程中,將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸,其脫硫效率高于90%,產(chǎn)品有市場(chǎng),以國(guó)內(nèi)有關(guān)研究為基礎(chǔ),通過(guò)與國(guó)外合作研究、國(guó)內(nèi)留學(xué)基金資助,其技術(shù)正逐步成熟,有望成為一種有競(jìng)爭(zhēng)力的新型煙氣脫硫技術(shù).
7.1造紙黑液煙氣脫硫技術(shù) 該技術(shù)利用造紙黑液脫除煙氣中SO2,既治理了SO2煙氣污染又使造紙黑液得以處理,并同時(shí)回收生產(chǎn)木質(zhì)素.
7.2煙氣除塵脫硫一體化技術(shù) 以堿性液體(石灰、石灰石、其他堿液廢液)為吸收劑,在一結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全的裝置中去除煙氣中SO2,脫硫效率50~95%,除塵效率>90%,投資省,運(yùn)行費(fèi)低,占地面積小,阻力小,適用于35t/h以下鍋爐使用.
8、微生物煙氣脫硫技術(shù)研究
利用微生物作用,將千代田法脫硫的低價(jià)鐵氧化為高價(jià)鐵,循環(huán)使用,脫硫與尾液處理并用.脫硫率>90%,在常溫常壓下,效率優(yōu)于千代田法,為國(guó)家自然科學(xué)基金.
9、等離子法煙氣脫硫技術(shù)
煙氣SO2中在高壓脈沖電壓作用下,與加入的Np反應(yīng)生成(NH4)2SO4,脫硫效率大于90%,已完成400m3/h的實(shí)際燃煤煙氣試驗(yàn).該法為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目.
10、絡(luò)合鐵法煙氣脫硫技術(shù)
該法由我校和美國(guó)勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作研究,并獲國(guó)家回國(guó)人員資金資助,有關(guān)研究表明,采用絡(luò)合鐵法煙氣脫硫,脫硫效率可達(dá)90%以上,硫可回收利用,脫硫劑再生容易,損失率低.
三、煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1、在研究煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的同時(shí),理論研究將會(huì)更加深入,如反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等等,為該項(xiàng)技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室階段,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供充分的理論和堅(jiān)實(shí)的依據(jù).
2、目前,國(guó)內(nèi)外的研究主要集中于煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)這方面則集中在干法上,在以后的研究中,研究人員則加強(qiáng)研究濕法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù),為今后鍋爐技術(shù)改造節(jié)約大量資金,減少投資金額,降低投資風(fēng)險(xiǎn),以避免不必要的浪費(fèi).
3、研究任何一項(xiàng)煙氣脫硫脫硝技術(shù),都要結(jié)合我國(guó)國(guó)情.因此,應(yīng)主要研發(fā)能夠在中小型鍋爐上廣泛應(yīng)用的高效、低耗、能易操作的同時(shí)脫硫脫硝技術(shù).
結(jié)束語(yǔ)
我們發(fā)展煙氣脫硫脫硝技術(shù)的主要目的是考慮到我國(guó)目前的空氣環(huán)境污染嚴(yán)重,環(huán)境因素將制約未來(lái)的發(fā)展空間.因此,著力發(fā)展煙氣脫硫脫硝技術(shù),探究更為高效和低成本的技術(shù),為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)建設(shè)作出貢獻(xiàn).
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