煙氣同時(shí)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(fā)各種粒子(包括電子、離子、原子、分子和自由基)之間的化學(xué)反應(yīng),而不必將化學(xué)反應(yīng)物全部升溫或活化,能耗較低,在處理廢氣方面具有較大優(yōu)勢。R. Hackam總結(jié)了利用非平衡等離子體去除NOx 和SOx 的反應(yīng)機(jī)理。分為2 個(gè)階段:(1)自由基的生成,應(yīng)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(fā)生反應(yīng)。(2)自由基與污染物之間的反應(yīng),氧化自由基與NOx 和SOx 氧化反應(yīng)生成HNO3,N2 和H2SO4。
在廢氣處理中產(chǎn)生非平衡等離子體的方法主要是電子束法、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電(又稱無聲放電)。80 年代中期,日本學(xué)者M(jìn)asuda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(shù)成本較低,無二次污染,可同時(shí)脫硫脫硝,形成的副產(chǎn)物可回收利用。正由實(shí)驗(yàn)室研究走向工業(yè)性試驗(yàn)階段。1990 年,意大利ENEL 公司在Marghera熱電廠首次利用真實(shí)煙氣進(jìn)行了1 000 Nm3/h 的小試試驗(yàn),為進(jìn)一步的工業(yè)試驗(yàn)提供了必要的數(shù)據(jù)。我國“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)中安排了在四川省科學(xué)城熱電廠上建造煙氣處理量為12 000 ~ 20 000 Nm3/h的工業(yè)中試裝置任務(wù)。
2 循環(huán)流化床聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)
循環(huán)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(yīng)用到煙氣的凈化處理中。Lurgi GmbH研究開發(fā)了煙氣循環(huán)流化床(CFB)脫硫脫氮技術(shù),該方法用消石灰作為脫硫的吸收劑,氨作為脫氮的還原劑,F(xiàn)eSO4·7H2O 作為脫氮的催化劑。該系統(tǒng)已在德國投入運(yùn)行,結(jié)果表明,在Ca/S 比為1.2~1.5,NH3/NOx 比為0.70~1.03時(shí),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(shù),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(zhì)顆粒同脫硫劑粉末(幾到十幾微米)同時(shí)流化,氨從床底供入還原NOx。但在脫硫脫氮過程可能發(fā)生SO2 與催化劑、NOx 與脫硫劑的反應(yīng),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(dá)80%。
黃建軍等在借鑒國內(nèi)外先進(jìn)CFB-FGD 的技術(shù)基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了具有特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的循環(huán)流化床煙氣懸浮脫硫脫氮裝置,并在500 m3/h 實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了較細(xì)致的實(shí)驗(yàn)研究。運(yùn)行結(jié)果表明,裝置運(yùn)行可靠,工藝簡單,投資成本和運(yùn)行費(fèi)用低,在最佳運(yùn)行工況條件下可達(dá)90%的脫硫率,脫氮率也達(dá)到了60%。
3 干法低溫同時(shí)脫硫脫硝
干法低溫同時(shí)脫硫脫硝和硫資源化技術(shù)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?dú)馀欧牛晃絊O2 等的炭基催化吸附劑經(jīng)再生,可制備硫酸、硫磺或硫銨等,實(shí)現(xiàn)硫的資源化;再生后的炭基催化吸附劑可再次同時(shí)脫除多種污染物。
煙氣干法低溫同時(shí)脫硫脫硝和硫資源化技術(shù)適用于我國大量的還沒有安裝脫硫脫硝設(shè)備的工業(yè)鍋爐,投資成本與同等規(guī)模的濕法單獨(dú)脫硫技術(shù)相當(dāng)。
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