烟气治理
烟气脱硫技术
一、废碱法
废碱法是利用企业废碱作脱硫剂jbo app,做到“以废治废”jbo app,如造纸厂的造纸黑液或印染厂的碱性废液等都可用做脱硫吸收液jbo appjbo app,大大降低了运行成本,而且废碱液经脱硫后,可降低色度和COD值jbo app。另外在化工jbo appjbo app、轻工等工艺过程中产生的碱性废渣也可用作脱硫剂jbo app,实现资源化利用。
二、电石渣法
电石渣法是将制乙炔工艺中产生的电石渣及其渣液用作脱硫剂jbo app,吸收工艺流程类似于生石灰法jbo appjbo app,只需相应增设制浆系统即可jbo appjbo appjbo app。做到了“以废治废”jbo app,降低了运行成本。
三jbo appjbo app、白泥法
白泥法是将某些化工工艺中产生的白泥主要成分是CaCO3用作脱硫剂,吸收工艺流程类似于石灰石法jbo app,只需相应增设制浆系统即可,做到了“以废治废”jbo app,降低了运行成本jbo app。
四jbo app、石灰石/石灰--石膏法
石灰石/石灰-石膏法是最早的烟气脱硫方法之一,工艺成熟可靠,实际应用多,适用范围广,与其他湿法脱硫技术相比jbo appjbo app,该法液气比较高jbo app,总能耗比较大jbo app。目前可通过加入适当的添加剂,以提高脱硫效率和吸收剂的利用率jbo app,使脱硫系统运行更加可靠jbo appjbo app。
五、钠碱法
钢碱法是以纯碱或火碱作脱硫剂jbo app,生成的Na2SO3jbo app,经结晶、干燥加工成Na2SO3产品jbo app??捎糜谠熘街平ひ?jbo app,实现综合利用jbo app。该法工艺简单jbo appjbo app、效率高、运行稳定可靠jbo app,但运行成本较高jbo app。
六、钠一钙双碱法
为克服石灰-石膏法效率差、能耗高、易结垢等缺点jbo appjbo appjbo app,我们开发了双碱法jbo app。双碱法可分为回收法和抛弃法jbo app,回收法回收石膏jbo app,抛弃法的脱硫渣为亚硫酸钙硫酸钙和少量碳酸钙的混合物jbo appjbo app。双碱法的特点是可溶性碱(如烧碱jbo appjbo appjbo app、纯碱等)在吸收塔内与SO2反应生成可溶性的盐jbo app,在塔外添加钙基脱硫剂进行再生jbo app,经过絮凝jbo appjbo app、沉淀jbo appjbo app、除渣等步骤后jbo app,将再生的清碱液再次返回吸收塔重新利用jbo app;脱硫渣可抛弃也可强制氧化为二水石膏。该法主要优点为:吸收效率高jbo appjbo app,不易结垢jbo appjbo app,液气化低,运行成本低,运行可靠等jbo app;其主要缺点是:可溶性碱略有损耗,需适量外充,脱硫渣沉淀难度加大。
七jbo app、氧化镁化
氧化镁法是利用熟化的氧化镁乳液作为吸收剂吸收SO2,相对于钙基脱硫而言,氧化镁法脱硫效率高jbo app、不易结垢jbo app、设备紧凑jbo appjbo app、脱硫液对设备腐蚀低jbo app、液气比低jbo app、能耗低jbo app、运行稳定等优点jbo appjbo app。该法因脱硫渣的处理方法不同也可分为回收法和抛弃法:回收法工艺较复杂jbo appjbo appjbo app,但可实现资源化利用jbo app,降低脱硫成本;抛弃法工艺简单,较为实用。我国的辽东半岛和山东莱州具有丰富镁资源jbo app,可供利用。
八jbo app、氨法
氨法烟气脱硫是以硫酸铵溶液或过饱和溶液吸收SO2jbo appjbo app,用氨水中和系统的酸性jbo app。吸收jbo app、氧化所得到产物硫酸铵可以回收加工成肥料jbo appjbo appjbo app。该法的优点是:脱硫效率高jbo appjbo app、无废渣排放、液气比较低jbo app、能耗低等jbo appjbo app,尤其适用于高硫煤。其缺点是:工艺复杂jbo app、技术难度大jbo app,氨的运输和储存较麻烦jbo app,存在氨的逃逸、腐蚀jbo appjbo app、二次污染等问题jbo appjbo app。
氨法脱硫原理
九jbo app、镁氨双碱法
该法克服了传统的氧化镁法和传统的氨法的种种缺点jbo app,最大限度的利用二者的优点jbo appjbo appjbo app,将两者加以优化组合jbo app、创新升级开发而成。该法先是利用氧化镁乳液作为第一碱在吸收塔内吸收SO2,生成MgSO4,之后向脱硫液中添加适量氨水,生成Mg(OH)2和(NH4)2SO4,Mg(OH)2经沉降后送回脱硫塔循环使用;溶液中的(NH4)2SO4经浓缩结晶jbo app,加工成肥料。该法具有以下优点:
1jbo app、相对于石灰石/石灰-石膏法而言,Mg(OH)2在水中的溶解度高jbo app,与SO2的反应速度快,用较低的液气比就可达较高的脱硫效率jbo appjbo app。另外jbo appjbo app,Mg(OH)2吸收SO2后生成的MgSO3或Mg(HSO3)2的溶解度较高jbo appjbo app,不易结垢jbo appjbo app。即使因操作不当造成暂时的结垢现象jbo app,也可通过降低脱硫的PH值的方法进行消除jbo appjbo app。
2jbo appjbo app、与传统氨法相比jbo appjbo app,Mg(OH)2不具挥发性或腐蚀性jbo app。因此Mg(OH)2的浓度可保持较高水平jbo appjbo appjbo appjbo app,而利用氨作为SO2吸收剂的情况则不同jbo appjbo appjbo app,为保证一定的脱硫率jbo appjbo app,吸收液中氨的浓度需维持在较高水平jbo app,从而造成对设备的腐蚀jbo appjbo app,同时在热烟气作用下,溶液中的氨很容易挥发进入烟气jbo app,不仅造成原料的流失,而且造成新的污染jbo app,形成气溶胶等污染物jbo app。而且为了防止氨的流失,在脱硫塔前需对烟气降温处理,从而导致脱硫后的烟温过低jbo appjbo app,需进行再加热升温,造成设备增加jbo appjbo app,能耗上升。而利用MgO乳液作脱硫剂时可在相对较高温度下进行脱硫。
3jbo appjbo app、与传统氧化镁法相比jbo app,本技术对镁的再生更为容易jbo app,耗能低jbo app,镁的损耗量很少jbo app。关键是脱硫副产生(NH4)2SO4可加工成肥料使用,可创造较高经济效益jbo app。
烟气脱硝工程
NOx的生成机理
煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。研究表明jbo appjbo app,在煤的燃烧过程中生成NOx的主要途径有三个:
●热力型NOx. 即空气中的氧和氮在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2的总和jbo app,温度对热力型NOx的生成具有决定作用jbo appjbo appjbo app。
●快速型NOx. 燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高区域燃烧时所产生的烃与燃烧空气中的N2分子发生反应,形成的CNjbo appjbo appjbo appjbo app、HCNjbo app,继续氧化而生成的NOxjbo app。在燃煤锅炉中jbo appjbo app,快速型NOx生成量很小。
●燃料型NOx. 燃料中的氮化合物在燃烧过程中发生氧化反应而生成的NOxjbo appjbo appjbo app。燃煤电厂锅炉中产生的NOx中大约75%-90%是燃料型NOxjbo appjbo app。
脱硝方法
根据NOx在锅炉中的生成机理jbo app,针对性的制定了一系列措施jbo appjbo app,主要有低NOx燃烧、选择性非催化还原烟气脱硝技术(SNCR)、选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)等jbo app。
(一)低NOx燃烧技术
目前常用的低NOx燃烧技术主要:
低过量空气燃烧法 jbo app; 空气分级燃烧法jbo appjbo app;
燃料分级燃烧法 jbo appjbo app; 燃气再循环技术jbo appjbo appjbo appjbo app;
焙烧器处的分级燃烧技术(SCC)jbo app,是采用分级加入燃料和空气jbo app,使NOx形成降到最低物料加入方式来降低NOx放热排放。
(二)选择性非催化还原烟气脱硝技术(SNCR)
SNCR是一种选择性降低NOx排放量的方法,用氨及尿素作为还原剂jbo app,不用催化剂,喷入的氨只与烟气中的NOx发生反应jbo appjbo app,而不与烟气中的其他成分发生反应,NH3还原NOx的反应只能在950-1050℃这一狭窄的温度范围内进行jbo app。
氨的喷入点在炉膛上部烟气温度950-1050℃范围内的区域jbo app。发生的主要还原反应有:
4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2
4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2
SNCR技术特点:
尿素jbo app、NH3均可作为还原剂jbo appjbo app;
温度过高氨会和氧反应生成NOx;温度过低NOx还原反应的速率过低jbo appjbo app,造成原烟气中有过量的氨逃逸或是物料上有氨沉积;
必须找到合理的氨气喷入位置jbo appjbo app,达到适合的SNCR反应的温度区间。
缺点:脱硝效率低(<40%)jbo appjbo app;运行成本高jbo app;对反应温度要求高jbo appjbo app,需要准确控制反应区内的温度jbo appjbo appjbo app;需要比较高的NH3/NOx值(一般大于1),部分氨被产品吸收jbo app。
(三)选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)
选择性催化还原(SCR)工艺是基于在金属催化剂的作用下jbo app,喷入的氨(NH3)把烟气中的NOx还原成N2和H2O?jbo appjbo app;乖烈訬H3为主jbo appjbo app,催化剂有贵金属和非贵金属两类jbo appjbo appjbo app。SCR反应器置于锅炉之后。
SCR技术特点:
选择性催化还原法(SCR)是工业上应用最广的一种脱硝技术jbo app;
理想状态下jbo appjbo app,可使NOx的脱除率达90%以上jbo app,是目前最好的固定源NOx治理技术jbo app;
SCR反应温度一般为300-450摄氏度jbo appjbo app。
SCR反应器可以安装在锅炉/水泥窑的两个位置:
在除尘器的下游—“低尘负荷”系统jbo app;
优点:催化剂寿命长jbo appjbo appjbo app,不易堵塞jbo app;
缺点:需要对烟气进行加热jbo app,达到催化剂的反应温度;
最后一个旋风筒下游(不带反应器)—“高尘负荷系统”;
优点:烟气温度适合催化剂要求jbo app,无需加热jbo appjbo appjbo app;
缺点:烟气粉尘浓度高jbo app,催化剂容易被堵塞、磨损jbo app。