煙氣同時脫硫脫硝法
1 非平衡等離子體法
非平衡等離子體是使電子獲得高能量,可以在放電空間引發各種粒子(包括電子、離子、原子、分子和自由基)之間的化學反應,而不必將化學反應物全部升溫或活化,能耗較低,在處理廢氣方面具有較大優勢。R. Hackam總結了利用非平衡等離子體去除NOx 和SOx 的反應機理。分為2 個階段:(1)自由基的生成,應用非平衡等離子體生成自由基(包括N,O,OH,OH2 等),并使之與有害氣體分子發生反應。(2)自由基與污染物之間的反應,氧化自由基與NOx 和SOx 氧化反應生成HNO3,N2 和H2SO4。
在廢氣處理中產生非平衡等離子體的方法主要是電子束法、電暈放電、介質阻擋放電(又稱無聲放電)。80 年代中期,日本學者Masuda提出了利用高壓脈沖電暈放電對燃煤煙氣脫硫脫硝的新方法。該技術成本較低,無二次污染,可同時脫硫脫硝,形成的副產物可回收利用。正由實驗室研究走向工業性試驗階段。1990 年,意大利ENEL 公司在Marghera熱電廠首次利用真實煙氣進行了1 000 Nm3/h 的小試試驗,為進一步的工業試驗提供了必要的數據。我國“九五”重點科技攻關中安排了在四川省科學城熱電廠上建造煙氣處理量為12 000 ~ 20 000 Nm3/h的工業中試裝置任務。
2 循環流化床聯合脫硫脫氮技術
循環流化床傳熱效率高,溫度分布均勻,氣固相有很大的接觸面積,因此人們將其應用到煙氣的凈化處理中。Lurgi GmbH研究開發了煙氣循環流化床(CFB)脫硫脫氮技術,該方法用消石灰作為脫硫的吸收劑,氨作為脫氮的還原劑,FeSO4·7H2O 作為脫氮的催化劑。該系統已在德國投入運行,結果表明,在Ca/S 比為1.2~1.5,NH3/NOx 比為0.70~1.03時,脫硫率為97%,脫氮率為88%。
Xu研究提出粉粒流化床(PPFB)脫硫脫氮技術,該方法是在PPFB 中,用脫氮催化劑顆粒(幾百微米)作為流化介質顆粒同脫硫劑粉末(幾到十幾微米)同時流化,氨從床底供入還原NOx。但在脫硫脫氮過程可能發生SO2 與催化劑、NOx 與脫硫劑的反應,降低脫除效率。于是Xu研究找出適合的吸收劑和催化劑,即Na2CO3/Al2O3 為吸收劑,V2O5/WO3·TiO2 或WO3·TiO2 為催化劑。此外,Xu 還研究了吸收劑和催化劑用量、煙溫、煙氣成分對脫硫脫氮效率的影響,研究表明脫硫率可超過90%,脫氮率達80%。
黃建軍等在借鑒國內外先進CFB-FGD 的技術基礎上,研制開發了具有特殊內部結構的循環流化床煙氣懸浮脫硫脫氮裝置,并在500 m3/h 實驗裝置上進行了較細致的實驗研究。運行結果表明,裝置運行可靠,工藝簡單,投資成本和運行費用低,在最佳運行工況條件下可達90%的脫硫率,脫氮率也達到了60%。
3 干法低溫同時脫硫脫硝
干法低溫同時脫硫脫硝和硫資源化技術采用移動床裝置,使用改性炭基催化吸附劑在排煙溫度下(120~180 ℃)首先催化吸附脫除SO2、煙塵和重金屬汞等,然后NOx 被還原劑NH3 催化還原為氮氣排放;吸附SO2 等的炭基催化吸附劑經再生,可制備硫酸、硫磺或硫銨等,實現硫的資源化;再生后的炭基催化吸附劑可再次同時脫除多種污染物。
煙氣干法低溫同時脫硫脫硝和硫資源化技術適用于我國大量的還沒有安裝脫硫脫硝設備的工業鍋爐,投資成本與同等規模的濕法單獨脫硫技術相當。
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