電廠脫硫脫硝

時間：2022-04-28作者：太原鍋爐集團有限公司瀏覽：282

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求不斷增大，排放也不斷增長。由煤炭燃燒所釋放的占總排放量的85%，占總排放量的60%，二者所引起的酸雨量占總酸雨量的82%。據(jù)有關研究指出，我國每年排放造成的經(jīng)濟損失約億萬元，每年我國和酸雨污染造成的經(jīng)濟損失約5000億元。
在燃煤發(fā)電過程中,會產(chǎn)生一氧化二氮、一氧化氮等多種氮氧化物，是形成霧霾天氣的重要因素。為了凈化空氣質(zhì)量，中石化勝利發(fā)電廠2012年進行脫硫脫硝改造，從摻燒煙煤、煤炭結(jié)構(gòu)調(diào)整源頭上促進減排，2014年氮氧化物平均凈煙外排濃度為85毫克/立方米,**國家環(huán)保部要求的400毫克/立方米排放標準，均**歐盟200毫克/立方米、美國135毫克/立方米排放標準。全年減排氮氧化物2萬噸，相當于60多萬輛機動車1年尾氣排放量的總和。
聯(lián)合同時進行脫硫脫硝技術(shù)分為以下幾種：



電廠脫硫脫硝輻射技術(shù)

電子束脫硫脫硝工藝開發(fā)于20世紀70年代的日本，后在美國和德國也有研究，經(jīng)過多年的研究開發(fā)，已從小試、中試和工業(yè)**逐步走向工業(yè)化。該法系統(tǒng)簡單，操作方便，對于煤種和煙氣量的變化有較好的適應性，可達到90%以上的脫硫效率和80%以上的脫硝效率。
電子束輻射技術(shù)脫硫脫硝的工藝流程是燃煤鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵后，進入冷卻塔，在塔中由噴霧水冷卻到65~70℃，在煙氣進入反應器之前，注入接近化學計量比的氨氣，然后在反應器中接受高能電子束照射，使煙氣中的N₂、O₂和水蒸氣等發(fā)生輻射反應，生成大量的自由基、原子、電子和各種激發(fā)態(tài)的原子、分子等活性物質(zhì)，它們將煙氣中的SO₂和NO氧化為SO₃和NO₂，這些高價的硫氧化物和氮氧化物與水蒸氣反應生成霧狀的硫酸和硝酸，這些酸再與事先注入反應器的氨反應，生成硫銨和硝銨，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排放。
1995年中日合作成都電廠**項目在成都熱電廠實驗，處理煙氣量3×10⁵m³/h，設計脫硫率80%，脫硝率10%。波蘭Pomorzany電廠電子束裝置已安裝成功，預期可達到90%脫硫率，脫硝率為80%。已建成投運的杭州熱電廠項目工程設計脫硫率85%，脫硝率55%。中國工程物理研究院恒泰環(huán)境技術(shù)公司承擔的北京京豐熱電公司60×10⁴ m³/h煙氣量電子束治理工程脫硫率大于70%，脫硝率大于20%。



電廠脫硫脫硝脈沖電暈放電

編輯 播報
近十幾年來不斷有關于脈沖電暈放電脫硫脫硝的研究報告。脈沖電暈等離子體技術(shù)是在電子束法的基礎上發(fā)展起來的。由于等離子體化學過程在增強氧化能力、促進分子離解以及加速化學反應等方面具有很高的效率，因而成了20世紀90年代研究的熱點。脈沖電暈法就是將高壓脈沖電源加到放電電極(電暈較)上，電暈較對接地較發(fā)生脈沖電暈放電，使遷移率高的電子在自由程中受到突發(fā)強電場的加速而獲得足夠的能量。利用*陡峭、窄脈寬(納秒級)的高壓脈沖電暈放電，使容器中煙氣分子突然獲得“爆炸”式的巨大能量，從而在常溫下獲得非平衡等離子體，即產(chǎn)生大量的高能電子和O、OH等活性自由基，對工業(yè)廢氣中的氣體分子進行氧化、降解等反應，使污染物轉(zhuǎn)化；再向其中注入NH₃氣體，除與之產(chǎn)生硫銨、硝銨及其復鹽的微粒外，氨與脈沖電暈的協(xié)同效應還能顯著地提高SO₂脫除率。該方法具有顯著的脫硫脫硝效果，去除率均可達到80%以上，除塵效果**直流電暈方式的傳統(tǒng)靜電除塵技術(shù)。它只提高電子溫度，而不提高離子溫度，能量效率比EBA方法高。設備簡單，省去了電子加速器，避免了電子槍壽命和X射線屏蔽問題，降低了一次造價和運行成本。但脈沖電暈技術(shù)存在以下問題：
A、實驗研究不充分。脈沖電暈放電和添加劑對脫除SO₂和NOx的作用相對大小不清楚；實際煙氣中存在的過飽和水蒸氣和大量的CO₂對脫除效率的影響沒有進行研究；脈沖電暈脫硫脫硝和除塵之間的相互影響仍然沒有研究清楚；脫除過程中可能產(chǎn)生一些不利物質(zhì)如N₂O、CO₂、NCO和CO₃等，確定這些物質(zhì)的產(chǎn)生及其濃度的測定尚有待研究。
B、由于脫除過程非常復雜，因此對于SO₂和NOx脫除的化學反應動力學的研究不夠深入，如自由基的種類，添加劑、飛灰、水蒸氣和CO₂存在時的脫除反應過程以及煙氣成分對自由基產(chǎn)生率的影響等等都有待于進一步研究。
C、脈沖電源的性能還有待改善。
我國已在綿陽建成了世界上規(guī)模較大(煙氣處理量2×10⁴ m³/h)的工業(yè)中試裝置，運行結(jié)果達到了設計要求，SO₂的脫除率大于85%，脫硝率為70%。



電廠脫硫脫硝固相吸附

這類技術(shù)利用固體吸附劑來吸附廢氣中的SO₂和NOx，然后在不同的條件下把SO₂和NOx分別脫附出來再進行轉(zhuǎn)化。可用的吸附劑很多，如活性炭、活性氧化鋁或者分子篩為載體負載鈉、氧化銅、碳酸鉀等的吸附劑。SO₂在這些吸附劑上以硫酸鹽形式存在，然后在再生期間用還原氣體還原生成較高濃度的SO₂或以SO₂、H₂S混合物的形式存在。NOx較終被還原成N₂。固相吸附再生技術(shù)包括炭質(zhì)材料吸附法、氧化銅吸附法、NOXSO₂法以及Pt/BaO/γ-Al₂O₃的存儲還原技術(shù)等。



電廠脫硫脫硝SNOx工藝

SNOx技術(shù)是一種干式脫硫脫硝技術(shù)，鍋爐排煙首先經(jīng)過高效布袋除塵器，以盡可能減少其后部SO₂轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化劑的清潔頻率。布袋除塵器出口的排煙經(jīng)加熱后進入NOx催化反應器，在有氨的條件下NOx被還原成氮氣和水；在*二級催化反應器內(nèi)，SO₂被氧化成SO₃，經(jīng)降溫、水合而濃縮形成液體硫酸。該工藝的脫硫效率和脫硝效率分別可達95%和90%，其副產(chǎn)品為硫酸。



電廠脫硫脫硝煙氣凈化工藝

該工藝的特點是：利用高溫布袋除塵器達到一臺設備同時脫硫脫硝和除塵的目的，煙氣中的SO₂通過在布袋除塵器前的煙道內(nèi)噴入鈣基或鈉基脫硫劑并利用布袋外表的過濾層脫除；NOx的脫除通過向煙道內(nèi)噴入氨氣，然后由設置在布袋內(nèi)部的選擇性催化還原劑(SCR)來實現(xiàn)，除塵則是通過布袋的自身特性完成的。在適當條件下，該法的脫硫效率和脫硝效率分別可達80%和90%。
據(jù)美國電力研究所統(tǒng)計聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)有60多種，除以上介紹的外，煙氣聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)還有活性炭法、德國AMASOXI方法、基于液相溶液的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)、半干噴霧脫硫脫硝技術(shù)、煙氣循環(huán)流化床脫硫脫硝技術(shù)等。在這些技術(shù)中，煙氣循環(huán)流化床脫硫脫硝技術(shù)以其系統(tǒng)簡單、投資小、脫除效率高等優(yōu)點引起了人們的高度重視，現(xiàn)國內(nèi)外有關研究非?；钴S。針對我國經(jīng)濟的發(fā)展狀況和我國電力工業(yè)的發(fā)展水平，綜合分析各種聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)優(yōu)缺點，可以看出煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)在我國的應用前景非常廣闊，開發(fā)適合我國國情，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煙氣循環(huán)流化床脫硫脫硝技術(shù)是一項非常有意義的工作。

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