火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的發(fā)展分析
摘要:本文以火電廠煙氣為對(duì)象,分別從聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)、同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)兩方面,探討其發(fā)展情況,望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒與幫助。
在整個(gè)大氣當(dāng)中,二氧化硫、氮氧化物為其主要污染物,當(dāng)其含量達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)因發(fā)諸多二次污染,如酸雨、臭氧等,因而無論是對(duì)人體健康還是對(duì)生態(tài)環(huán)境,均造成了加大危害。現(xiàn)階段,已經(jīng)趨向成熟的煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)主要有兩種,其一為同時(shí)脫硫脫硝技術(shù),其二是聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù),兩者之間存在的最大差別就是能否僅用一種反應(yīng)劑,且在未添氨的狀況下達(dá)脫除目的。本文就兩種技術(shù)作一系統(tǒng)化分析。
1.聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)分析
1.1CuO/Al2O3吸收法分析
將Y-Al2O3(球形)當(dāng)作載體,將催化劑活性組分負(fù)載于其表面,然后開展脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)。此方法的基本流程為:首先把Y-Al2O3(催化劑載體)投到硫酸銅溶液當(dāng)中進(jìn)行浸漬,后把催化劑(負(fù)載有硫酸銅)放到還原性氣體環(huán)境當(dāng)中,此時(shí)附著的硫酸銅與還原性氣體之間便會(huì)發(fā)生反應(yīng),還原成單質(zhì)銅。如果燃煤所排放的煙氣經(jīng)過反應(yīng)塔,并且接觸于其中的催化劑床層,那么此時(shí)煙氣當(dāng)中的充斥的氧氣,便會(huì)與單質(zhì)銅之間發(fā)生持續(xù)性的氧化反應(yīng),最終生成大量的氧化銅。反應(yīng)后,已經(jīng)被硫酸鹽化之后的脫硫催化劑,經(jīng)一氧化碳、氧氣等還原性氣體,此時(shí)的催化劑當(dāng)中的硫酸銅能夠根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況及需要,還原成單質(zhì)銅,而脫附后所得到的硫分,可再次被利用,因而可以獲得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。還需要指出的是,針對(duì)此時(shí)的單質(zhì)銅來講,其能夠重新融入到反應(yīng)裝置當(dāng)中,并且還會(huì)被煙氣當(dāng)中的氧氣所氧化,進(jìn)而形成氧化銅,最后再開展循環(huán)利用。如此一來,脫硫催化劑能夠全部再生,并且重復(fù)開展脫硫反應(yīng)。在脫硫反應(yīng)時(shí),把適量的氨氣加入到煙氣當(dāng)中,混合,基于脫硝催化劑的影響與驅(qū)動(dòng)下,氨氣能夠把氮氧化物以一種有選擇性的方式進(jìn)行還原,而且還能把氮氧化物實(shí)時(shí)性的向沒有污染的氧氣、氮?dú)膺M(jìn)行轉(zhuǎn)化,最后外排至大氣中。
1.2活性炭法
活性炭法具體的脫除機(jī)理是:在脫硫塔當(dāng)中,煙氣中所充斥的SO2被活性炭所吸附,并且在催化氧化作用下,能夠形成大量的吸附態(tài)硫酸,然后伴隨脫硫塔當(dāng)中的活性炭共同被送至分離塔;將SO2當(dāng)中的煙氣脫去,然后被送到第二級(jí)脫硝塔當(dāng)中;然后基于活性炭的驅(qū)動(dòng)下,塔中的NH3與NOx發(fā)生反應(yīng),生成N2。于分離塔當(dāng)中,吸附了H2SO4所對(duì)應(yīng)的活性炭,于350℃的溫度下,能夠熱解再生;與此同時(shí),還能釋放濃度較高的SO2。針對(duì)此方法而言,其反應(yīng)溫度是100~200℃,而SO2、NOx的脫除率分別為90%、70%。在整個(gè)活性炭制備體系中,諸如活化條件、炭化過程、原料性質(zhì)等,均會(huì)對(duì)脫除特性造成影響。在整個(gè)工藝體系當(dāng)中,諸如液NH3濃度、入口煙溫、活性炭的滯留時(shí)間及煙氣流量等,均為對(duì)此工藝脫硫脫硝效率造成影響的重要參數(shù)。
2.同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)分析
2.1濕法煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
(1)WSA-SNOx工藝。針對(duì)火電廠所產(chǎn)生的煙氣來講,當(dāng)其經(jīng)SCR反應(yīng)器后,基于催化劑的持續(xù)影響下,NOx能夠被還原為N2,在此之后,煙氣會(huì)流道改質(zhì)器當(dāng)中,另外,SO2還會(huì)被催化、氧化成SO3;還需強(qiáng)調(diào)的是,基于瀑布膜冷凝器當(dāng)中,會(huì)將氨氣消耗掉,但是不會(huì)將其它化學(xué)藥品給消耗掉,無廢水產(chǎn)程,因而可靠性、脫硝率均比較高,除此之外,還有著比較低的維護(hù)要求及運(yùn)行要求。但不足之處就是投資高,運(yùn)輸困難。(2)氯酸氧化法。運(yùn)用含氯酸的強(qiáng)氧化劑,對(duì)NO、SO2進(jìn)行氧化吸收,其突出特點(diǎn)就是可以圍繞一套裝備,對(duì)其中的煙氣實(shí)施脫硫、脫硝處理;對(duì)于此工藝而言,其運(yùn)用了兩段工藝,其一為堿式吸收塔,其二是氧化吸收塔,有著比較高的脫除效率;與此同時(shí),還能將其中的有毒微量金屬元素給脫除掉;此外,還需要說明的是,其較之基于催化氧化原理的技術(shù),不存在催化劑失活、中毒等情況。但需要指出的是,氯酸吸收劑存在較大的制取難度,而且對(duì)設(shè)備還有較強(qiáng)的腐蝕性。
2.2干式同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)
(1)尿素法。針對(duì)尿素凈化煙氣工藝而言,其能夠同時(shí)將NOx、SO2給去除掉,尤其是SO2,脫除率能夠達(dá)到100%,而NOx為95%。還需強(qiáng)調(diào)的是,該工藝運(yùn)用的吸收液,在具體的pH值上,即5~9,對(duì)設(shè)備部存在腐蝕性;還需要強(qiáng)調(diào)的是,無論是SO2的脫除率,還是NOx的脫除率,均不受煙氣當(dāng)中對(duì)應(yīng)濃度的影響;尾氣能直排;而針對(duì)吸收液來講,其經(jīng)過處理后,能夠?qū)⒘蛩岚椿厥盏簟5枰治龅氖,卻有著比較小的煙氣處理量,因而與工業(yè)應(yīng)用要求不相符。(2)高能輻射法。針對(duì)高能輻射法而言,其有兩種類型,其一為脈沖電暈等離子體法(PPCP),其二是電子束照射法(EBA)。所謂EBA。從根本上來講,就是借助電子加速器所形成的高能等離子體,將煙氣當(dāng)中的氣態(tài)污染物進(jìn)行氧化(如SO2等),當(dāng)高能電子將煙氣當(dāng)中的SO2、NOx強(qiáng)烈氧化后,便會(huì)于水蒸氣發(fā)生反應(yīng),生成硝酸、硫酸,且與氨進(jìn)行反應(yīng),最終便可獲得硝酸銨、硫酸銨,最后經(jīng)過煙囪,隨煙氣而外排。
3.結(jié)語(yǔ)
綜上,伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛化發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在此背景下,呈現(xiàn)出井噴式的發(fā)展勢(shì)頭,在此驅(qū)動(dòng)下,許多先進(jìn)技術(shù)在火電廠中得到廣泛應(yīng)用,有力推動(dòng)著此方面的健全與成熟。為了能夠更好的消除火電廠污染,本文分別從同時(shí)脫硫脫硝、聯(lián)合脫硫脫硝兩方面,給出了具體的一體化技術(shù),并明確了其發(fā)展思路,望能為此領(lǐng)域研究有所幫助與提示。
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