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脱硫脱硝

2016-12-08 13:27:11来源:中国百科网浏览:评论:0

  脱硫和脱硝简单说就是用碱中和酸的过程。脱硫就是脱去锅炉烟气中所含的二氧化硫,脱硝就是脱去锅炉烟气中所含的氮氧化物。脱硫的过程就是将碱性脱硫剂(如石灰石,CaO,氢氧化钠等)制成浆液,与锅炉烟气混合,二氧化硫遇水成酸,与碱性脱硫剂反应生成CaSO4(硫酸钙)等脱硫终产物的过程, 脱硝与脱硫的原理类似,就是脱硝剂换为氨水或尿素。

  一、为什么要脱硫脱硝?

  锅炉中燃烧的煤中会产生大量含有硫和硝废气,这些废气排入大气会产生污染形成酸雨。

  酸雨对人类的危害非常大,所以现在国家一直在提倡环保,以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质,特别是火电厂,现在建火电厂都要同时建设脱硫、脱硝设备来处理这些含有大量硫和硝废气。

  二、脱硫脱硝的区别

  脱硫脱硝目前就2个区别:1、脱除物质不一样,因此处理的工艺和所需药剂不同;2、脱硫工艺目前相对成熟,而脱硝工艺还在改进中。

  脱硝目前存在的问题是:1、SNCR炉内脱硝的腐蚀问题;2、脱硝影响因素理论上比脱硫多不少,实际工程中同样炉型同样燃烧状况同样的位置进行喷氨,由于一氧化碳、风场、温度场、煤质等影响,很可能结果会差别很大。脱硝比脱硫唯一最大的区别就是脱硝对于煤粉炉可以通过调整燃烧更换燃烧器来实现氮氧化物的减排,而这种方式除了初期投资以外是没有任何运行成本的,脱硫目前暂无像脱硝低氮燃烧改造这样零运行成本而效果明显的工艺。

  三、脱硫主要工艺介绍

  DLWS双回路湿式洗涤脱硫工艺

  工艺以石灰石浆作为洗涤吸收剂,整个脱硫过程分为两个阶段进行,即上回路与下回路,如图1所示。两个阶段合成在一个吸收塔内。石灰石浆可单独引入上下回路,烟气沿切线方向进入吸收塔下回路,被冷却到烟气饱和温度,同时部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷却的烟气进入吸收塔上回路的喷雾区,经充分洗涤,达到SO2的最大吸收率,SO2转化为亚硫酸钙,经空气氧化后最终吸收产物为硫酸钙晶体(石膏)浆液,含固量为15%。经脱水后,可根据应用要求形成商用石膏或抛弃型石膏。

  DLWS工艺的特点是上下回路的PH值分别控制,上回路PH值(5.8-6.5)较高使SO2的去除率达到最大,下回路的PH值(4-5)较低,使石灰石易于溶解,吸收剂利用率提高,成本降低。系统脱硫效率可达95%。

  SDA半干法喷雾干燥脱硫工艺

  SDA脱硫工艺以Ca(OH)2浆液作脱硫吸收剂,通过离心转盘式雾化器或气流式雾化喷嘴使吸收剂在喷雾干燥吸收器内雾化。热烟气进入吸收器与雾化剂吸收接触后,同时发生三种传热传质过程;

  ① 酸性气体从气相进入液滴的传质过程;

  ② 被吸收酸性气体与溶解的Ca(OH)2发生化学反应;

  ③ 液滴内水分的蒸发。

  吸收干燥后的产物(主要是CaSO3.1/2H2O)与飞灰一起收集在吸收器的底部或集尘器中。SDA工艺在理想的工况条件下,脱硫效率可达80%-90%。其特点是副产物为固态,没有废水产生。但吸收剂Ca(OH)2价格较高,运行成本不低。

  LIFAC干法烟气脱硫工艺

  LIFAC干法烟气脱硫工艺采用石灰石粉作为SO2吸收剂。其脱硫过程分为两个阶段:

  第一阶段是炉内脱硫,石灰石粉由气力喷入炉膛内850-1150℃区域,石灰石粉分解成CaO和CO2,部分CaO和烟气中的部分SO2反应生产CaSO4;

  第二阶段活化器内脱硫,热烟气进入活化器雾化增湿,使烟气中未反应的CaO水合生成Ca(OH)2。同时,部分CaSO3氧化为CaSO4。脱硫灰中未完全反应的CaO,可通过部分脱硫灰返回活化器再循环加以利用,以提高吸收剂的利用率。LIFAC的脱硫效率为60%-85%。

  LIFAC工艺的特点是综合了炉内脱硫和喷雾干燥脱硫的优点,工艺较为简单,维护方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉体,运行费用较高。

  四、脱硝主要工艺介绍

  烟气脱硝工艺

  由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得NOx 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。其中干法包括选择性非催化还原法( SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。

  在众多脱硝方法当中,SCR 脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点,在日本和欧美得到了广泛的商业应用。

  SCR工艺

  SCR 装置主要由脱硝反应剂制备系统和反应器本体组成。通过向反应器内喷入脱硝反应剂N H3 ,将NOx 还原为氮气。由于此还原反应对温度较为敏感,故需加入催化剂,以满足反应的温度要求,增强反应活性。

  采用高含尘工艺时,SCR 反应器布置在省煤器和空气预热器(空预器) 之间。其优点是烟气温度高,满足了催化剂活性要求;缺点是烟气中的飞灰含量高,对催化剂的防磨损和防堵塞的性能要求较高。对于低含尘工艺,SCR 布置在烟气脱硫系统( FGD) 之后、烟囱之前。此时虽然烟气中的飞灰含量大幅减少,但为了满足催化剂活性对反应温度的要求,需要安装蒸汽加热器和烟气换热器( GGH) ,系统复杂,投资增加,故一般选择高含尘工艺。

 

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