一、煙氣脫硫脫硝技術(shù)推廣意義
在我國一次能源構(gòu)成和消費中,煤炭所占的比例高達70%,其中燃煤電廠又是我國耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶.因此控制燃煤電廠排放的二氧化硫及氮氧化物,是目前我國大氣污染控制領域緊迫的任務之一.占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒,煤燃燒過程中產(chǎn)生嚴重污染.隨著人們環(huán)境意識的不斷增強,減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環(huán)境的問題正在被億萬人們所關(guān)心和重視,尋求解決這一污染措施,已成為當代科技研究的重要課題之一.因此控制SO2的排放量,既需要國家的合理規(guī)劃,更需要適合中國國情的低費用、低耗本的脫硫技術(shù).
二、主要技術(shù)
1、聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
這項技術(shù)是當今世界上應用泛的煙氣脫硫脫硝技術(shù),因為傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)可以去除煙氣中的SO2,同時,選擇性催化還原技術(shù)(簡稱SCR)可 以去除煙氣中的NOx,這兩種技術(shù)各自工作,不相互干擾,一般可以達到比較理想的效果.聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)常常采用高性能石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)來去除煙 氣中的SO2,并用SCR技術(shù)去除NOx.一般來說,石灰石-石膏煙氣脫硫體系選用的技術(shù)方式是濕式技術(shù),而現(xiàn)階段比較的SCR體系卻采用干式技術(shù). 現(xiàn)在,該技術(shù)在日本、德國、瑞典等發(fā)達國家已得到廣泛的應用,其優(yōu)點主要是,不論入口處的SO2和NOx濃度是多高,經(jīng)過處理,都能達到脫硫率90%以上 和脫硝率80%以上的理想效果,但美中不足的是在該項技術(shù)在運行過程中會形成表面結(jié)垢,從而降低了對SO2和NOx脫除的效率,并且會阻塞和腐蝕正在運行 的設備,比如GGH.
2、同時脫硫脫銷技術(shù)
用兩套裝置分別脫除煙氣中的對SO2和NOx,不但所占空間大,而且投資費用高、操作起來也比較困難,從而同時脫硫脫硝技術(shù)越來越受到業(yè)界的 廣泛關(guān)注.但是,同時脫硫脫硝技術(shù)還處于研究階段,尚未得到大規(guī)模工業(yè)應用.這項技術(shù)可分為:燃燒過程的同時脫除技術(shù)和燃燒后同時脫除技術(shù),后者將會在工 業(yè)生產(chǎn)中得到大規(guī)模應用,技術(shù)方式可分為濕法和干法.現(xiàn)階段,國際上大多研究機構(gòu)主要集中研究干式同時脫硫脫硝技術(shù).下面主要介紹有一定研究成果的同時脫 硫脫硝技術(shù).
3、軟錳礦法煙氣脫硫資源化技術(shù)
MnO2是一種良好的脫硫劑.在水溶液中,MnO2與SO2發(fā)生氧化還原發(fā)應,生成了MnSO4.軟錳礦法煙氣脫硫正是利用這一原理,采用軟錳礦漿作為吸收劑,氣液固湍動劇烈,礦漿與含SO2煙氣充分接觸吸收,生成副產(chǎn)品工業(yè)硫酸錳.該工藝的脫硫率可達90%,錳礦浸出率為80%,產(chǎn)品硫酸錳達到工業(yè)硫酸錳要求(GB1622-86).常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法是:軟錳礦粉與硫酸和硫精沙混合反應,產(chǎn)品凈化得到工業(yè)硫酸錳.由于我國軟錳礦品位不高,硫酸耗量增大,成本上升.該法與常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳相比是,不用硫酸和硫精沙,溶液雜質(zhì)也降低,原料成本和工藝成本都有降低,比常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法節(jié)約成本25%以上, 加之國家對環(huán)保產(chǎn)品在稅收上的優(yōu)惠,競爭力將大大提高.
4、電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)
電子束氨法煙氣脫硫脫硝工業(yè)化技術(shù)(簡稱CAEB-EPS技術(shù)),充分挖掘電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術(shù)的潛力,結(jié)合中國具體國情,具有投資省、運行費用低、運行維護簡便、可靠性高等的特點,居水平.CAEB-EPS技術(shù)是利用高能電子束(0.8~1MeV)輻照煙氣,將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化成硫酸銨和的一種煙氣脫硫脫硝技術(shù).
5、脈沖電暈等離子法
這項技術(shù)是學者Masuda和Mizunou,在20世紀80年代中期提出來的,由電子束照射法發(fā)展而來,其脫硫脫硝的原理與電子束照射法的大體一致,主要區(qū)別在于而這項技術(shù)則采用高壓電源電暈放電代替加速器電子束產(chǎn)生的.
脈沖電暈等離子法脫硫脫硝的過程可以一分為三.
首先,脈沖放電產(chǎn)生含有大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有很強氧化性的自由基的等離子體,其中活性粒子的平均能量大于氣體分子的鍵能, 而這些活性粒子與煙氣中的有害分子碰撞,一可以打開氣體分子鍵,生成一些單原子分子和固體微粒,一可以產(chǎn)生大量的自由基和氧化性的臭氧.由這些單原子 分子、自由基和臭氧組成的活性粒子所引起的化學反應最終將廢氣中的有害物質(zhì)變成無害物質(zhì).
6、石灰石/石膏濕法
該方法是成熟的煙氣脫硫技術(shù),采用石灰或石灰石乳濁液吸收煙氣中的SO2,生成半水亞硫酸鈣或石膏.優(yōu)點:①脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時,脫硫效率大于90%);②吸收劑利用率高,可達90%;③設備運轉(zhuǎn)率高(可達90%以上).缺點:成本較高、副產(chǎn)物產(chǎn)生二次污染等7、催化氧化法煙氣脫硫技術(shù)
該法采用適用低濃度的新型催化劑,通過催化氧化,在脫硫過程中,將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸,其脫硫效率高于90%,產(chǎn)品有市場,以國內(nèi)有關(guān)研究為基礎,通過與國外合作研究、國內(nèi)留學基金資助,其技術(shù)正逐步成熟,有望成為一種有競爭力的新型煙氣脫硫技術(shù).
7.1造紙黑液煙氣脫硫技術(shù) 該技術(shù)利用造紙黑液脫除煙氣中SO2,既治理了SO2煙氣污染又使造紙黑液得以處理,并同時回收生產(chǎn)木質(zhì)素.
7.2煙氣除塵脫硫一體化技術(shù) 以堿性液體(石灰、石灰石、其他堿液廢液)為吸收劑,在一結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全的裝置中去除煙氣中SO2,脫硫效率50~95%,除塵效率>90%,投資省,運行費低,占地面積小,阻力小,適用于35t/h以下鍋爐使用.
8、微生物煙氣脫硫技術(shù)研究
利用微生物作用,將千代田法脫硫的低價鐵氧化為高價鐵,循環(huán)使用,脫硫與尾液處理并用.脫硫率>90%,在常溫常壓下,效率優(yōu)于千代田法,為國家自然科學基金.
9、等離子法煙氣脫硫技術(shù)
煙氣SO2中在高壓脈沖電壓作用下,與加入的Np反應生成(NH4)2SO4,脫硫效率大于90%,已完成400m3/h的實際燃煤煙氣試驗.該法為國家自然科學基金資助項目.
10、絡合鐵法煙氣脫硫技術(shù)
該法由我校和美國勞倫斯國家實驗室合作研究,并獲國家回國人員資金資助,有關(guān)研究表明,采用絡合鐵法煙氣脫硫,脫硫效率可達90%以上,硫可回收利用,脫硫劑再生容易,損失率低.
三、煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、在研究煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)的同時,理論研究將會更加深入,如反應機理和反應動力學等等,為該項技術(shù)走出實驗室階段,實現(xiàn)工業(yè)化提供充分的理論和堅實的依據(jù).
2、目前,國內(nèi)外的研究主要集中于煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)這方面則集中在干法上,在以后的研究中,研究人員則加強研究濕法同時脫硫脫硝技術(shù),為今后鍋爐技術(shù)改造節(jié)約大量資金,減少投資金額,降低投資風險,以避免不必要的浪費.
3、研究任何一項煙氣脫硫脫硝技術(shù),都要結(jié)合我國國情.因此,應主要研發(fā)能夠在中小型鍋爐上廣泛應用的高效、低耗、能易操作的同時脫硫脫硝技術(shù).
結(jié)束語
我們發(fā)展煙氣脫硫脫硝技術(shù)的主要目的是考慮到我國目前的空氣環(huán)境污染嚴重,環(huán)境因素將制約未來的發(fā)展空間.因此,著力發(fā)展煙氣脫硫脫硝技術(shù),探究更為高效和低成本的技術(shù),為我國的環(huán)境保護建設作出貢獻.
