電廠脫硫脫硝

時間：2022-04-28作者：太原鍋爐集團(tuán)有限公司瀏覽：288

隨著我國經(jīng)濟(jì)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(guān)研究指出，我國每年排放造成的經(jīng)濟(jì)損失約億萬元，每年我國和酸雨污染造成的經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，均**歐盟200毫克/立方米、美國135毫克/立方米排放標(biāo)準(zhǔn)。全年減排氮氧化物2萬噸，相當(dāng)于60多萬輛機(jī)動車1年尾氣排放量的總和。
聯(lián)合同時進(jìn)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(jì)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(yīng)性，可達(dá)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(jìn)入冷卻塔，在塔中由噴霧水冷卻到65~70℃，在煙氣進(jìn)入反應(yīng)器之前，注入接近化學(xué)計(jì)量比的氨氣，然后在反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)生成霧狀的硫酸和硝酸，這些酸再與事先注入反應(yīng)器的氨反應(yīng)，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(xiàng)目在成都熱電廠實(shí)驗(yàn)，處理煙氣量3×10⁵m³/h，設(shè)計(jì)脫硫率80%，脫硝率10%。波蘭Pomorzany電廠電子束裝置已安裝成功，預(yù)期可達(dá)到90%脫硫率，脫硝率為80%。已建成投運(yùn)的杭州熱電廠項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)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(dān)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(guān)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(chǔ)上發(fā)展起來的。由于等離子體化學(xué)過程在增強(qiáng)氧化能力、促進(jìn)分子離解以及加速化學(xué)反應(yīng)等方面具有很高的效率，因而成了20世紀(jì)90年代研究的熱點(diǎn)。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(qiáng)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(jìn)行氧化、降解等反應(yīng)，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(fù)鹽的微粒外，氨與脈沖電暈的協(xié)同效應(yīng)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(dá)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(shè)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(yùn)行成本。但脈沖電暈技術(shù)存在以下問題：
A、實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)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(fù)雜，因此對于SO₂和NOx脫除的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)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(yīng)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(jìn)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(yùn)行結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)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(jìn)行轉(zhuǎn)化?？捎玫奈絼┖芏?，如活性炭、活性氧化鋁或者分子篩為載體負(fù)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(jìn)入NOx催化反應(yīng)器，在有氨的條件下NOx被還原成氮?dú)夂退?；?二級催化反應(yīng)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(dá)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(diǎn)是：利用高溫布袋除塵器達(dá)到一臺設(shè)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(shè)置在布袋內(nèi)部的選擇性催化還原劑(SCR)來實(shí)現(xiàn)，除塵則是通過布袋的自身特性完成的。在適當(dāng)條件下，該法的脫硫效率和脫硝效率分別可達(dá)80%和90%。
據(jù)美國電力研究所統(tǒng)計(jì)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(diǎn)引起了人們的高度重視，現(xiàn)國內(nèi)外有關(guān)研究非?；钴S。針對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r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(diǎn)，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(yīng)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(xiàng)非常有意義的工作。

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