各种烟气脱硝工艺的比较
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最主流烟气脱硫脱硝技术大汇总 目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态, 烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟, 效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。
湿法脱硫技术比较成熟,生产 运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总 装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟 气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。
系统复杂、设 备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
膏法、柠檬吸收法等。
A 石灰石/石灰-石膏法:原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙 (CaSO4), 以石膏形式回收。
是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫 工艺,脱硫效率达到 90%以上。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石SO2生成亚硫酸钙,目前传统的石灰石/ 石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B 间接石灰石- 石膏法:常见的间接石灰石- 石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
原理:钠碱、碱性氧化铝(AI2O3&dot ; nH20)或稀硫酸(H2SO4) 吸收SO2,生成的吸收液与石灰石反应而得以再生,并生成石膏。
该法操作简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率高,但是生成的石膏产品质量较差。
C 柠檬吸收法:原理:柠檬酸(H3C6H5O7˙ H2O)溶液具有较好的缓冲性能,当SO2气体通过柠檬酸盐液体时,烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99%以上。
催化剂还原剂系统压力损
失
反应剂喷射位置SO2/SO3 氧化
SCR 使用(成份主为
TiO2,V2O5,WO3)
尿素或NH3
增大
多选择于省煤器与SCR
反应器间烟道内会
SNCR不使用尿素或NH3无通常炉膛内喷射
不会
NH3 逃逸
除NOX温度NOx脱除效率投资成本NOx脱除运行成本除NOX终产物
<3ppm
300~400℃80~95 %~250元/kw~2分 /kwh氮气和水
5~10ppm
950~1050℃30~50%~50元/kw~0.3分 /kwh 氮气、CO2和
水
SCR和SNCR的区别
下游设备造成影响
对空气预热器影响燃料的影响锅炉的影响
造成空预器堵塞
催化剂中的V、Mn、Fe等多
种金属会对SO2 的氧化起催
化作用,SO2/SO3氧化率较
高,而NH3 与SO3 易形成
NH4HSO4 造成堵塞或腐蚀
高灰分会磨耗催化
剂,碱金属氧化物
会使催化剂钝化
受省煤器出口烟气
温度的影响
无不会造成堵塞或腐蚀无影响
受炉膛内烟气流速
、温度分布及NOx分
布的影响
区别
预留空间设备占地面积安装设备检修、维护
需要大(需增加大型催化
剂反应器和供氨或尿
素系统)
时间长麻烦
不需要小( 锅炉无需增加催
化剂反应器)时间短简单。
烟气脱硝技术方案的对比烟气脱硝技术是治理大气污染的关键措施之一,能够有效降低烟气中的氮氧化物(NOx)排放,减少对大气的污染。
目前,烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方法。
下面将对这两种技术方案进行对比分析。
首先是SCR技术,它使用催化剂将氨气(NH3)和烟气中的NOx进行催化反应,生成无害的氮气和水。
SCR技术具有高脱硝效率、广泛适用性和成熟的工艺流程等优点。
其污染物排放浓度可在10毫克/立方米以下,脱硝效率可达90%以上。
此外,SCR技术在高温烟气环境下具有较好的稳定性,适用于火电厂、炉窑等大规模烟气脱硝场合。
但SCR技术也存在一些问题。
首先,该技术需要额外添加氨气作为还原剂,增加了运行成本。
其次,SCR催化剂的使用寿命受到积灰、硫酸盐腐蚀等因素的影响,需要定期维护和更换,增加了设备运行的复杂性和费用。
此外,SCR技术对烟气中的氧气含量和温度要求较高,如果不满足要求,会影响脱硝效率。
另一种技术方案是SNCR技术,它通过直接添加氨水(NH4OH)或尿素溶液到烟气中,使其中的NOx在高温下发生非催化还原反应,生成氮气和水。
SNCR技术具有投入成本低、操作简便的特点。
它适用于小型燃煤锅炉、工业炉窑等场合,可以在较短的时间内实现脱硝效果。
然而,SNCR技术也存在问题。
首先,其脱硝效率相对较低,通常在40%至70%之间,无法达到SCR技术的高水平。
其次,SNCR技术对烟气温度的要求较高,一定范围内的温度变化会影响脱硝效率。
此外,SNCR技术对氨水或尿素的溶液浓度、喷射位置和喷射方式等参数也有一定要求,需要认真调节和管理。
综上所述,SCR技术和SNCR技术各有特点,适用于不同的烟气脱硝场合。
对于大型火电厂、炉窑等高温烟气场合,SCR技术具有脱硝效率高、稳定性好的优点,但运行成本较高,需要额外添加氨气和定期维护催化剂。
而对于小型燃煤锅炉、工业炉窑等低温烟气场合,SNCR技术具有投入成本低、操作简便的优点,但脱硝效率相对较低。
烟气SCR脱硝与SNCR脱硝技术比较锅炉燃用低热值高灰分燃料,尾部灰浓度远高于煤粉锅炉,会造成SCR反应器催化剂磨损严重、使用寿命降低,将使运行费用增加较大;省煤器后烟温较煤粉炉低,设计310℃左右为SCR脱硝反应的温度下限,不利于SCR反应器提高脱硝效率;由于催化剂的加入会将SO2氧化为SO3并与逃逸氨反应生成硫酸氨和硫酸氢铵,易造成空预器积灰堵塞和腐蚀且系统阻力增加较大,影响机组运行安全。
鉴于以上因素,不考虑采用SCR或者SNCR+SCR联合脱硝工艺。
脱硝工艺的选择:烟气脱硝技术比较(福建地区)SNCR适用于CFB机组,首先其炉膛出口温度一般在850——1000℃区间内,在SNCR工艺高效“温度窗”内;其次燃烧后烟气分三股分别经过分离器,在分离器内剧烈混合且停留时间超过1.5秒,为SNCR工艺提供了天然的优良反应器;最后由于CFB燃烧技术是一种低NOX燃烧技术,CFB锅炉出口NOX浓度较低,再通过SNCR工艺,可确保出口浓度达到环保要求;此外SNCR工艺投资和运行费用都低于SCR工艺,工业试验和国外运行经验均表明SNCR系统用于CFB锅炉,设计合理可达50%以上脱硝效率,氨逃逸可低于8ppm。
综合比较认为:采用SNCR脱硝技术,对该项目锅炉效率、排烟温度、锅炉受热面以及锅炉下游设备造成腐蚀的影响均较小,不影响机组运行的安全,不需要进行针对性设备改造。
SNCR脱硝技术与SCR脱硝技术相比,具有工程实施较为简单易行,投资及运行成本低,占地面积少,建设工期短,氮氧化物排放可达到环保要求。
根据满足布置要求,投资成本经济合理,本工程推荐采用SNCR 工艺。
2、SNCR脱硝系统还原剂的选择:SNCR脱硝系统还原剂有液氨、氨水、尿素三种。
1)液氨:优点:喷入炉膛后会迅速挥发成气体,不会造成炉内受热面湿壁、腐蚀;缺点:氨气有毒、可燃、可爆,储存的安全防护要求高,需相关消防安全部门审批才能大量储存、使用;采用液氨的SNCR相对而言系统比较复杂,初期投资费用高,运行维护费用高,管道损失大,液氨泄漏事故频繁发生,从安全方面考虑,建议不采用液氨作为还原剂;2)氨水:优点:喷射刚性、穿透力比氨气喷射高;缺点:氨水恶臭、挥发性和腐蚀性强,有一定的操作安全要求,由于含大量的稀释水,储存、输送系统复杂;3)尿素:采取一般的工业、农业用尿素作为还原剂,其含氮量在46%以上,其运输、储存、输送都无需特殊的安全防护措施。
焦炉烟气脱硫脱硝常见工艺流程对比摘要:对比了焦炉烟气脱硫脱硝的三种常见工艺的优缺点,对于焦炉烟气含有粘性焦油的特点,综合各工艺的实际效果,认为旋转喷雾干燥法(SDA)脱硫+除尘脱硝一体化装置+风机的工艺较适用于焦炉烟气脱硫脱硝。
该流程脱硫温降低,每整套净化工艺流程短、主体设备少,不涉及多次换热,占地、能耗均有优势。
关键词:焦炉烟气;脱硫脱硝;工艺流程对比1 技术背景国家环境保护部在2016年11月下发了《关于实施工业污染源全面达标排放计划的通知》(环环监〔2016〕172号)文件,各级政府均开始要求焦化行业全面达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中的排放指标要求,许多焦化企业面临“不达标,即关停”的生死考验,所以选择合适的焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程并立即实施已刻不容缓。
2 常见工艺流程对比目前焦炉烟气脱硫脱硝主要有三种不同的工艺路线,优缺点比较如下:2.1SCR脱硝+风机+GGH降温+氨法脱硫+GGH升温+湿法电除尘此工艺路线的优点是余热锅炉可以回收更多热量。
此工艺路线的缺点是脱硝催化剂处于不利位置。
焦炉烟气中的SO2会被催化剂氧化成相对较多的SO3,SO3与氨反应生成硫酸氢铵,气态硫酸氢铵随着烟气温度降低,凝结成液态(270℃以下),长期运行会粘附、堵塞催化剂,降低脱硝催化剂的脱硝效率。
焦炉烟气中含有~30mg/Nm3颗粒物,直接排放不达标,必须设置湿法电除尘器,此项的设备费用和能耗极大。
2.2 活性炭吸附脱硫+氨气脱硝+活性炭再生装置此工艺路线的优点是可以同时进行脱硫脱硝;生产过程中无需工艺水,不仅避免了废水处理难题,而且烟气温降小,可以省去烟气冷却和再热等环节。
此工艺路线的缺点是目前技术不成熟,仍有许多关键问题尚未解决。
首先是吸附容量低:出口SO2很难达到30mg/Nm3以下的标准,且吸附速率慢。
其次,活性炭工艺再生频繁,炭原料损失高,运营成本不尽如人意。
最后,本工艺设备并不可靠,塔器内壁易被氨盐腐蚀,且塔内温度分布不均匀,容易形成热点甚至引起着火。
第6期2020年12月No.6 December,2020生物质电厂作为一种低氮绿色能源,可有效减少化石能源的使用,减轻温室效应。
我国正在大力推进生物质发电项目的建设和运营,生物质发电项目烟气的脱硝处理也越来越重要。
随着社会的发展,公众对环境的要求越来越高,各地对环境的保护力度也在加大,很多地区的电厂已经实施或者将要实施超低排放标准要求[1]:在基准氧质量分数为6%的条件下,氮氧化物排放质量浓度不高于50 mg/m 3(以下均为标况)。
生物质燃料成分复杂、波动大,造成烟气中氮氧化物质量浓度也随之易出现较大的波动,因此亟需稳定、经济、简单可行的脱硝工艺。
1 NO x 控制技术现状烟气NO x 控制技术[2]是通过各种物理、化学过程使烟气中的NO x 还原为氮气(N 2)和其他物质,或者将NO x 中不溶于水的NO 氧化为易溶于水的NO 2,然后通过碱吸收剂吸收(或是直接通过溶液吸收)。
烟气NO x 控制技术大致分为[3]:低氮燃烧法、选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction ,SCR )及其改进技术、选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction ,SNCR )及其改进技术、等离子体脱硝、活性分子氧化脱硝、液生态生物钙脱硝、催化氧化吸收(Catalytic Oxidation Absorption ,COA )协同半干法脱硝、高分子脱硝等。
1.1 低氮燃烧技术低氮燃烧技术是通过改进燃烧设备或燃烧条件,改变空气量、燃烧空气的温度等方法,减少燃烧过程中低热力型和快速型氮氧化物的产生量,最终使排放总量中的燃料型氮氧化物占60%~80%。
通过相关控制措施,可有效降低氮氧化物的排放量,一般认为效率可达到50%。
1.2 选择性催化还原法(SCR )催化剂是SCR 法的核心,一般认为脱硝的最佳温度区间为800~900 ℃,在催化剂的作用下,脱硝反应可在200~450 ℃有效进行,在NH 3/NO=1的情况下,脱硝效率可达80%。
常见烟气脱硫脱硝技术介绍1、磷铵肥法(PAFP)烟气脱硫技术磷铵肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process,简称PAFP),此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状,回收SO2取代硫酸生产肥料,在解决污染的同时,又综合利用硫资源,是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
2、活性炭纤维法(ACFP)烟气脱硫技术活性炭纤维法(Activated Carbon Fiber Process,简称ACFP)烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂(DSACF)脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。
该技术脱硫率可达95%以上,单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上(一般GAC处理能力为102Nm3/h.t,而ACF可达104Nm3/h.t)。
由于工艺过程简单,设备少,操作简单。
投资和运行成本低,且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起,但运行不起”的状况。
该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计,装置投资费用3500万,年产硫酸3万~4万吨。
仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨,副产硫酸360万吨,产值可达数十亿元。
3、软锰矿法烟气脱硫资源化技术MnO2是一种良好的脱硫剂。
在水溶液中,MnO2与SO2发生氧化还原发应,生成了MnSO4。
软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理,采用软锰矿浆作为吸收剂,气液固湍动剧烈,矿浆与含SO2烟气充分接触吸收,生成副产品工业硫酸锰。
该工艺的脱硫率可达90%,锰矿浸出率为80%,产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求(GB1622-86)。
常规生产工业硫酸锰方法是:软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应,产品净化得到工业硫酸锰。
由于我国软锰矿品位不高,硫酸耗量增大,成本上升。
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析烟气脱硝技术主要有选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)和选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)两种工艺。
本文将对这两种工艺进行成本、运行成本和优缺点的对比分析。
首先,SCR工艺是一种通过在催化剂的作用下,将氨水或尿素溶液喷入燃烧室,与烟气中的氮氧化物发生反应,将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括:脱硝效率高,可达到95%以上;可在较低温度下进行脱硝,一般为250-400摄氏度;催化剂具有较长的寿命,可达到2-3年;废气中几乎没有生成二噁英等有毒物质。
缺点则包括:昂贵的催化剂成本,催化剂易受到污染物的破坏;需要额外设备供应氨水或尿素溶液;操作和维护成本较高。
其次,SNCR工艺是一种通过在高温区域内直接喷射氨水或尿素溶液,使其与烟气中的氮氧化物发生反应,将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括:设备和运行成本较低,无需催化剂;操作简单,易于实施和维护;适用于燃烧设备的烟气温度较高的情况。
缺点则包括:脱硝效率较低,一般为70-90%;需要保持较高的烟气温度,一般为850-1100摄氏度;SNCR过程中会生成较多的氮氧化物,可能导致大气污染。
在成本方面,SCR工艺的主要成本包括催化剂、氨水或尿素溶液、喷射设备等。
催化剂的成本较高,但可使用较长时间,降低了替换催化剂的频率。
而氨水或尿素溶液的成本相对较低。
SNCR工艺的成本主要包括氨水或尿素溶液、喷射设备等。
由于无需催化剂,因此成本相对较低。
在运行成本方面,SCR工艺的主要运行成本包括催化剂再生和添加氨水或尿素溶液的需求。
催化剂再生可以通过高温氨溶剂、蒸汽或氨气等方法进行。
而SNCR工艺的运行成本则主要包括氨水或尿素溶液的加注,和喷射设备的维护、清洗等。
综上所述,SCR工艺和SNCR工艺各有优缺点。
SCR工艺具有高脱硝效率、低温脱硝和催化剂寿命长等优点,但成本和运行成本较高。
烟气脱硝技术解析及目前常用的脱硝工艺技术
由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧技术可以达到一定的除NOx 效果,但脱除率一般不超过60 %。
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:1)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;
2)半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;
3)湿法有臭氧氧化吸收法等。
就目前而言,干法脱硝占主流地位。
其原因是:NOx 与SO2相比,缺乏化学活性,难以被水溶液吸收;NOx 经还原后成为无毒的N2 和O2,脱硝的副产品便于处理;NH3 对烟气中的NO 可选择性吸收,是良好的还原剂。
湿法与干法相比,主要缺点是装置复杂且庞大;排水要处理,内衬材料腐蚀,副产品处理较难,电耗大(特别是臭氧法)
错误!错误!。
工业烟气SCR法脱硝技术SCR法脱硝技术是选择性催化还原法技术,按温度区间划分,分为低温SCR脱硝、中高温SCR脱硝,高温SCR脱硝。
在烧结烟气上,低温SCR脱硝、中高温SCR脱硝更有使用的可能性。
一、脱硫+低温SCR脱硝联合工艺将NO还原成N2,温度在100-200℃的SCR脱硝催化剂适用于SO2含量要小于30mg/m3,尘小于20 mg/m3的烟气,工业烟气中的烧结烟气经过脱硫以后,SO2的含量很难小于30mg/m3以下,因此该低温脱硝催化剂并不完全适用于烧结烟气,用到烧结烟气脱硝上还要有一定的改进才行。
低温SCR脱硝反应温度区间在200℃以下,和中温SCR脱硝相比,更接近烧结烟气温度。
低温SCR脱硝更适合焦炉烟气,因为焦炉烟气与烧结烟气相比,成分较单一,二氧化硫含量较低,焦炉烟气含湿量较低,低温脱硝催化剂中毒性较小。
低温脱硝催化剂一直是研究方向之一,未来有很大的市场价值。
按照目前的低温脱硝剂的水平,低温脱硝更适合焦炉烟气,对于烧结烟气脱硝还需要进一步研究开发。
二、脱硫+加热烟气+中高温SCR脱硝联合工艺将烟气升温到300℃左右,使用中温催化剂,通过换热器,将烟囱烟气与脱硫前烟气进行热交换,这样可以降低运行成本。
中温SCR脱硝是在烟气脱硝中应用成熟的脱硝工艺,在国内外钢铁企业烧结机烟气脱硝工程中已有应用。
使用该工艺的关键是SCR脱硝装置前的烟气加热系统和SCR脱硝装置后的烟气换热系统的设计,将烟气换热回收的热量再用于前端加热烟气,降低能耗。
即中温SCR脱硝装置在启动时,需要将110℃左右的烟气加热至280℃以上,消耗的热源较大;在正常运行过程中,通过换热器回收热量再利用,只需要额外再补充50-150℃升温即可。
SCR法脱硝工艺,对已上脱硫设施的改造等具有较大的现实意义。
通过增加催化剂数量、提高反应温度、增加湿式电除尘等措施,以SCR为核心结合其他各种脱硫技术的脱硫脱硝工艺能够达到超低排放的要求。
湿法与半干法烟气脱硫工艺技术比较随着国家环保政策的日益严格,对火力发电厂锅炉烟气脱硫、除尘的要求也更加严格,现行超净排放标准一般为粉尘:≤5mg/Nm³,二氧化硫:≤35mg/Nm³;部分地区甚至要求超超净排放,粉尘:≤2mg/Nm³,二氧化硫:≤8mg/Nm³等,如此要求对火力发电厂烟气脱硫、除尘工艺也提出了更高的要求。
现行火力发电厂锅炉烟气脱硫工艺主要分为湿法和半干法两种,两种脱硫方式结合不同的除尘工艺,共同组成了烟气脱硫、除尘处理工艺。
现就两种不同的工艺路线做出相应比较,明确相关优缺点,可作为工艺路线选取的参考。
一、工艺路线比较1.湿法脱硫主要工艺路线石灰石-石膏湿法工艺路线流程见下图:图1石灰石-石膏湿法工艺路线流程示意图湿法脱硫采用GaCO3作为脱硫剂,核心装置为脱硫塔,GaCO3粉经制浆系统后,以浆液形式经喷淋系统进入脱硫塔,在脱硫塔内与SO2反应,最终以GaSO4形式将SO2固化脱除。
其它系统包含增加脱硫剂利用效率的浆液循环系统,增加GaSO3到GaSO4转化的氧化系统,浆液外排系统,浆液的脱水系统等。
为降低大量粉尘进入脱硫塔,对脱硫循环浆液造成不利影响,一般在烟气进入脱硫塔前,须进行脱尘处理。
而又由于湿法脱硫塔顶部仅设有除雾器,对液滴脱除效率不高,要达到粉尘超净排放,一般需在脱硫塔后配套湿式电除尘器来实现。
故整体处理工艺一般如下:锅炉烟气经SCR脱硝处理后,一级配套高效除尘器(电袋、布袋除尘器、电除尘器)进行脱硫前除尘,保证脱硫入口烟气粉尘浓度满足要求。
经一级除尘后烟气进入湿法喷淋塔进行脱除SO2反应。
由于湿法脱硫反应环境无法脱除烟气中以细微硫酸雾滴存在的SO3,在湿法喷淋塔之后必须进一步配套湿式电除尘器来实现脱除。
配套的二级湿式电除尘器同时肩负粉尘减排提效作用。
由于湿法路线后级脱硫及除尘均在湿式环境下进行,为了提高排烟温度,系统通常还同时配套换热器。
烟气脱硫脱硝工艺烟气脱硫脱硝工艺是指将燃烧产生的烟气中的含有的氮氧化物、二氧化硫和氮氧化物通过一定的方法,去除或减少以减少对环境的污染。
烟气脱硫脱硝工艺主要分为两类:物理/化学转化工艺和吸收工艺。
1、物理/化学转化工艺物理/化学转化工艺是把烟气中的污染物变成无害物质,例如氧化还原、反应沉淀、固定化等,其中氧化还原是最常用的一种方法,即把烟气中的污染物(二氧化硫、氮氧化物)通过氧化剂(氧气、过氧化氢、超氧化物)氧化,然后再由还原剂(氢气、碳酸钙)还原,从而将污染物转化成无害物质,如二氧化硫转化成硫化氢,氮氧化物转化成氮气。
氧化还原工艺不仅能够消除烟气中的污染物,而且能够节约能源,也不会产生新的污染物。
2、吸收工艺吸收工艺是把烟气中的污染物以溶液的形式吸收,使之溶解在溶液中,并形成一定的沉淀物,从而达到减少污染物的目的。
吸收工艺主要分为三种:水吸收、有机溶剂吸收和混合吸收。
(1) 水吸收:水吸收技术是指将烟气中的污染物(二氧化硫、氮氧化物)和水混合,使之溶解在水中,从而形成溶液,并以沉淀的形式吸收烟气中的污染物。
水吸收技术的优点是投资低,操作简单,可以有效降低烟气中的污染物浓度,但缺点是设备的耗水量大,污泥处理量大,回收困难,脱硫效率低。
(2) 有机溶剂吸收:有机溶剂吸收技术是指使用有机溶剂(如苯、甲苯、二甲苯等)将烟气中的污染物(二氧化硫、氮氧化物)吸收,从而达到减少烟气中污染物的目的。
有机溶剂吸收技术的优点是脱硫效率高,耗水量小,污泥处理量小,但缺点是投资大,设备复杂,操作复杂,有机溶剂的回收也很困难。
(3) 混合吸收:混合吸收技术是指将水吸收和有机溶剂吸收技术相结合,使用有机溶剂和水混合,将烟气中的污染物(二氧化硫、氮氧化物)吸收,从而达到减少烟气中污染物的目的。
混合吸收技术的优点是脱硫效率高,投资小,耗水量小,污泥处理量小,但缺点是操作复杂,设备复杂,有机溶剂的回收也很困难。
总之,烟气脱硫脱硝工艺是把烟气中的污染物变成无害物质,从而减少对环境的污染。
几种烟气脱硝技术适应性特点及优缺点比较1、干法烟气脱硝技术干法脱硝技术主要有:选择性催化还原法、选择性非催化还原法、联合脱硝法、电子束照射法和活性炭联合脱硫脱硝法。
选择性催化还原法是目前商业应用最为广泛的烟气脱硝技术。
其原理是在催化剂存在的情况下,通过向反应器内喷入氨或者尿素等脱硝反应剂,将一氧化氮还原为氮气,脱硝效率可达90%以上,主要由脱硝反应剂制备系统、反应器本体和还原剂喷淋装置组成。
选择性非催化还原法工艺原理是在高温条件下,由氨或其他还原剂与氮氧化物反应生成氮气和水。
该工艺存在的问题是:由于温度随锅炉负荷和运行周期变化及锅炉中氮氧化物浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。
联合烟气脱硝技术结合了选择性和非选择性还原法的优势,但是使用的氨存在潜在分布不均,目前没有好的解决办法。
活性炭法是利用活性炭特有的大表面积、多空隙进行脱硝。
烟气经除尘器后在90~150℃下进入炭床(热烟气需喷水冷却)进行吸附。
优点是吸附容量大,吸附和催化过程动力学过程快,可再生,机械稳定性高。
缺点是易形成热点和着火问题,且设备的体积大。
1.1选择性催化还原法SCRSCR法是采用NH3作为还原剂,将NO还原成N。
NH,选择性地只与NO反应,而不与烟气中的O反应,02又能促进NH,与NO的反应。
氨和烟气一起通过催化剂床,在那里,氨与NO反应生成N和水蒸汽。
通过使用恰当的催化剂,上述反应可以在250~450oC范围内进行,在NH/NO摩尔比为1的条件下,脱硝率可达80%~90%。
SCR技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,与其他技术相比,SCR技术没有副产物、不形成二次污染、装置结构简单、技术成熟、脱硝效率高、运行可靠、便于维护,是工程上应用最多的烟气脱硝技术,脱硝效率可达90%。
催化剂失效和尾气中残留NH,是SCR 系统存在的两大关键问题,因此.探究更好的催化剂是今后研究的重点。
1.2催化直接分解N0法从净化NO的观点来看,最好的方法是将NO直接分解成N和0,这在热力学上是可行的。
烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析在烧结过程中,在高温燃烧条件下,燃料与烧结混合料发生烧结反应而产生So2、N0x.HC1HF、Co2、C0、二嗯英等多种污染物和粉尘等废气,其主要特性包括烟气量大、温度波动大、粉尘浓度高、气体腐蚀性高、二氧化硫排放量大等。
20**年国家环保部公布实施了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,严格要求污染物排放标准。
因此,对烧结烟气开展脱硫脱硝处理势在必行。
1烧结烟气脱硫脱硝处理的现状我国烧结烟气脱硫早在20**年由***钢铁厂在24m2烧结厂初步实施,于20**年全面实施。
据环保部统计数据,至20**年,全国烧结机脱硫设施共有526台(见表1),已有脱硫设施的烧结机面积达8.7万m2,占烧结机面积的63%。
从公布的清单分析,干法、半干法占17%,湿法占87%o除部分已建的干法(活性炭法)烧结脱硫脱硝一体化处理设施外,烧结机烟气脱硫脱硝的实例较少。
《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662—20**)自20**年10月1日起执行第二时段的排放标准,规定了NOx和二嗯英的排放限值要求,严格要求So2、颗粒物和氟化物的排放,而现有的烧结烟气脱硫设施无法满足新的排放标准,因此实现烧结烟气多污染物协同处置和一体化处理势在必行。
2烧结烟气脱硫脱硝的分析目前,对烧结烟气的污染处理主要以脱硫为主。
新标准的实施对烟气处理提出了更严格的要求,尤其是对于已建的脱硫设施,由于技术、用地、建设和运行成本等因素的限制,直接导致烟气处理系统变得复杂和处理成本增加。
因此,应针对项目建设特点,对新建烧结机、已建成的脱硫设施区别对待,综合考虑一种一体化的处理技术。
由于现有的烧结烟气脱硫工艺主要集中于传统的干法、半干法、湿法,因此分别选取干法、半干法、湿法脱硫脱硝一体化等技术开展分析比照。
2.1活性炭烟气净化技术20世纪50年代德国开始研发活性炭吸附工艺,20世纪60年代日本也开始研发。
对比烟气脱硫脱硝与传统烟气净化工艺
活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术是一种先进的烟气净化技术,是未来烟气脱硫脱硝技术的发展方向,我国关于活性炭联合脱硫脱硝工艺的研究和开发大多处于试验阶段,今后应加强这方面的投入,开发出适合国情的活性炭联合脱硫脱硝工艺。
(1)活性炭本身具有非极性、疏水性、较高的化学稳定性和热稳定性,可进行活化和改性,加上它的催化作用、负载性能和还原性能以及独特的孔隙结构和表面化学特性,都决定了活性炭在联合脱硫脱硝方面具有非常好的先天条件。
(2)可以实现联合脱除SO2、NOx和粉尘的一体化。
SO2脱除率可达到98 %以上, NOx脱除率可超过80 % ,同时吸收塔出口烟气粉尘含量小于20 mg /m3。
(3)能除去湿法难以除去的SO3 , 活性炭干法脱硫脱硝一体技术对SO3的脱除率很高。
(4)能除去废气中的碳氢化合物,如二口恶英,重金属如汞及其它有毒物质,是一种深度处理技术。
(5)副产品可以出售,有效地实现了硫的资源化,并产生一定的经济效益,对贫硫国家和农业大国的中国,在治理污染的同时充分回收利用硫资源(浓硫酸、硫酸、硫磺)有着重要的意义。
(6)无需工艺水,避免了废水处理。
(7)由于反应温度在烟气排放温度范围内,因此,净化处理后的烟气排放前不需要再进行冷却或加热,节约能源。
(8)与传统烟气净化工艺相比,具有投资省、工艺简单、运行维修费用低、占地面积小等特点。
(9)活性炭来源广泛,我国活性焦工业发展迅速,平均年增长率15 % ,出口量已超过美国和日本,居世界首位。
3种烟气脱硝工艺技术经济比较分析项 昆中国水利电力物资有限公司,北京 100045[摘 要] 目前烟气脱硝工艺主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和SNCR -SCR 混合法,简要介绍这3种工艺的反应原理、工艺特点,并对其进行了技术经济对比分析。
结果表明:(1)对N O x 脱除效率要求较高时,采用SCR 工艺最经济;(2)新建机组采用SCR 工艺脱硝比较合适;(3)机组改造可以采用SN CR 或SNCR -SCR 方案;(4)SN CR -SCR 混合工艺兼有SNCR 和SCR 技术的优点,对NO x 脱除效率要求不很高时,宜采用SNCR -SCR 工艺。
[关 键 词] 火力发电厂;烟气脱硝;氮氧化物;SCR;SNCR;SNCR -SCR;技术经济分析[中图分类号] X511[文献标识码] A[文章编号] 1002-3364(2011)06-0001-03[DOI 编号] 10.3969/j.issn.1002-3364.2011.06.001CO MPARISON AND ANALYSIS IN TECHNO -ECONOMIC ASPECTS FOR THREE KINDS OF FLUE GAS DENITRIFIC ATION TECHNOLOGIESXIAN G KunChina National W ater Resources and Electric Pow er M aterial and Equipement Co Ltd,Beijing 100045,PRCAbstract:At present,the main flue gas denitriflaction technolo gies ar e:selective cataly stic reduction (SCR)method,selectiv e no n -catalystic reduction (SNCR)method,and the mix ed m ethod o f SCR and SNCR.T he w orking principle and technolog ical features of said thr ee denitrification technolog ies have been presented,and their compar ison and analysis in techno -econom ic aspects being carried o ut.Results of comparison and analysis show that:(1)the SCR technolog y is the m ost eco nom ic one under co nd-i tio n of requir ing hig her denitrification efficiency :(2)the SCR denitr ification technolog y is com parative -ly sultable to new ly co nstr ucted units;(3)the SNCR and mix ed scheme of SNCR and SCR can be used for retro fitted units;(4)the mix ed techno logy of SNCR and SCR has advantag es of SNCR and SCR techno logy ,it is suitable to adopt fo r units requiring not v ery high denifitication efficiency.Key words:thermal po w er plant;flue gas denitrification;N O x ;SCR;SNCR;SNCR -SCR;techno -eco -no mic analysis收稿日期: 2010-10-11作者简介: 项昆(1976-),男,北京人,2003年毕业于清华大学,硕士,主要从事电力系统招投标管理、工程咨询及造价咨询管理。