烟气脱硫脱硝一体化技术的发展

时间：2020-12-09 18:30:56 机电一体化毕业论文我要投稿

烟气脱硫脱硝一体化技术的发展

　　机电一体化产品的特色，是小编专门为各位机电一体化专业的同学准备的论文，希望对大家有帮助!

　　摘要：烟气脱硫脱硝一体化技术是将脱硫脱硝技术合并在一个设备中进行，目前国际虽研发出多种一体化装置，但大多并未实现工业化应用，大部分仍处于研发或中间试验阶段，从多种技术角度论述了烟气脱硫脱硝一体化技术的研究及应用现状，并对今后该类技术的发展进行了展望。a

　　关键词：络合;炭基;尿素;脉冲电晕

　　烟气脱硫脱硝一体化技术是将脱硫脱硝技术合并在一个设备中进行，目前国际虽研发出多种一体化装置，但大多并未实现工业化应用，大部分仍处于研发或中间试验阶段，按照脱除机理可分为联合脱硫脱硝技术和同时脱硫脱硝技术，在实际应用中则以金属氧化物为主要活性组分的一体化吸收进行联合脱硫脱硝等技术，相比较而言，同时脱硫脱硝技术才是真正意义上的一体化脱硫技术，文章对多种一体化技术现状进行了综述，并对今后发展方向进行了展望。

　　1　金属氧化物一体化技术

　　氧化铜干法吸收在适宜的温度环境中不仅可很好地吸收SO2，且吸收剂也可实现良好再生，甚至可实现再生温度基本等同于吸收温度而简化流程。应用中为提高脱硫剂内脱硫组分的利用效率、防止铜催化剂烧结、提高其耐热性和抗毒性能而常将氧化铜分散的固定在多孔载体上，多种载体比较而言硫酸盐的生成反应活性更低，因此试剂表面积大小并不影响载体活性，而硅基样品活性则大致等同于纯微晶CuO载体特性。

　　该技术虽在很大程度上增大了烟气与催化剂的接触面积，但催化剂在通过反应器过程中的磨损成本和压降将大幅度的提高运行成本，因而促成了移动床的`开发，在移动床反应器内烟气以错流形式流经含有催化剂的填料床导致其在重力作用下缓慢向下移动，因移动床属于错流装置，因此催化剂流量在接近化学计量比时脱硫效率达到最大值，同时因催化剂作为填料并且床层移动缓慢，因而可忽略反应器内催化剂的磨损。过程中的硫化程度可分为表面硫化、轻度硫化和深层硫化几个阶段，因应避免反映温度和载铜量不应过高以免深层硫化导致降低催化剂性能。

　　2　湿法同时脱硫脱硝技术

　　2.1　络合吸收法

　　当前大多联合湿法技术多采用在WFCD内掺加金属螯合物来实现脱除SO2和NOx的目的，但过程中溶液内的Fe易被氧化且工艺复杂而不利于大规模应用，因而开辟了用含有-SH基团的亚铁络合物作为吸收液的同时脱硫脱硝技术，其采用半胱氨酸亚铁溶液等具有强还原性的物质来吸收、还原烟气内的SO2和NOx，并将其转移至液相。

　　2.2　NaClO2氧化吸收法

　　自上世纪70年代末多位外国学者则尝试用NaClO2溶液吸收烟气中的NOx，国内华北电力大学刘风等通过自行设计的小型鼓泡反应器进行了对烟气的同时脱硫脱硝试验研究，并实现了在最佳条件下非常高的脱硫脱硝效果;总之该技术符合脱硫脱硝一体化思想，并能与当今主流湿法工艺实现有效结合，同时可减少占地面积，保证较高的脱硫脱硝效率等优点，但同时该技术的生成物相对复杂而不易进行二次利用，并会对设备造成腐蚀。

　　2.3　脉冲电晕等离子法

　　该技术原理基本等同于电子束法，其差异主要在于电子束法是通过阴极电子发射和外电场的加速获得，而脉冲电晕则是采用高压电源电晕放电来代替加速器电子束的。过程中其利用快速上升的窄脉冲电场加速获得高能电子并形成非平衡等离子体状态，通过获得的大量活性粒子，该过程驱动离子的能耗非常小，能量利用率较高，并可获得较高的脱硫脱硝效果，该技术可在单一的过程内同时脱硫和硝，并可集脱硫脱硝和飞灰收集的功能于一体，该技术一次性治理所消耗的能量低于当前治理任何一种气体所需要的能量，同时在电子加速过程中对惯性较大的离子则没有加速，因此该技术在节能上有很大的潜力，并不影响锅炉的安全运行，而成为当前研究的前沿。

　　2.4　尿素同时脱硫脱硝技术

　　该技术是将尿素作为一种还原剂，反映过程中烟气与尿素溶液相互接触，其中的NOx被还原为N，尿素则反映生成CO2和H2O，而SO2则与尿素反应生成硫酸铵，反应后的烟气可直接通过烟囱进行大气排放而不会带来二次污染，反应溶液则可作为肥料综合利用;反应过程中锅炉烟气经电除尘器后从塔底进入吸收塔内完成脱硫脱硝，吸收液则通过循环水池经水泵增压自顶部喷淋而下，气液两项在塔内完成洗涤和吸收的过程，尾液则流向塔底进入循环池和沉淀池并在沉淀池内沉淀分离，分离后的上部尾液泵入蒸发浓缩系统，分离池底部的灰渣泵进入灰渣池进行进一步分离，分离液回循环池，该技术的副产物为铵肥可实现回收利用，因此其具有较好的经济、环境和社会效益。

　　3　其他方法

　　3.1　炭基材料法

　　该技术采用具有独特空隙结构和表面活性官能团的炭基材料，该类材料化学性质稳定、耐酸耐碱并可实现再生利用，当前采用的炭基材料主要包括活性炭、活性焦、活性碳纤维和活性半焦等。采用活性焦脱硫脱硝技术采用类似于吸附塔的活性焦流化床吸附器作为主要反映设备，在吸附器内烟气中的SO2被氧化为SO，并溶于水生成稀硫酸气溶胶，之后由活性焦吸附，吸附SO后的活性焦进入脱吸器进行加热再生而实现活性炭的重复利用。

　　3.2　氯酸氧化法

　　氯酸氧化属于一种湿式工艺，其可同时脱硫脱氮，且去除效果均可达95%以上，氯酸一般由氯酸钠电解得到来氧化烟气中的SO2和NOx，该过程一般在氧化塔内进行，后续工艺则一般采用Na2S和NaOH来吸收烟气中残余的酸性气体，整个吸收过程在碱式吸收塔内完成，采用强氧化剂进行脱硫脱硝具有催化活性高等优点，但该技术易对设备造成较强腐蚀，同时氧化剂回收以及吸收废气的溶液的处理具有较大的难度。

　　4　一体化技术展望

　　随着现代科学技术的发展，大量可行的新的废气处理技术被引入烟气治理，如高效液相催化氧化法以及膜分离技术等势必在今后可促进技术成熟可行的治理方法的出现。在诸多处理技术中虽各自有各自的优点，但大多尚处于试验研究阶段，许多技术在降低能耗、降低投资以及减少二次污染等方面需要改进，但脱硫脱硝一体化技术为烟气净化指明了方向，因而应建立更加完整的脱硫脱硝配套产业技术，并对现有技术进行不断完善和应用方可更好的处理锅炉烟气，达到更好的效果。

　　结语

　　脱硫脱硝一体化技术是控制锅炉烟气内SO2和NOx最为有效的途径，同时良好的技术尚应具备同时脱汞的目的，但由于脱硫脱硝一体化技术具有工艺流程复杂，易造成氨泄漏等缺点，因而在今后应着力发展高效、经济的脱硫脱硝一体化技术。

　　参考文献

　　[1]苏亚欣，毛玉如，徐璋.燃煤氮氧化物排放控制技术[M].北京：化学工业出版社.2005.

　　[2]毛健雄，毛健全，赵树民等.煤的清洁燃烧[M].北京：科学出版社，1998.

　　[3]戴树桂.环境化学[M].北京：高等教育出版社.2003.

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