煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫硝技術(shù)研究

王飛 李興強(qiáng)

（青島華拓電力設(shè)計有限公司 山東青島 266031）

近年來，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)發(fā)展迅速，由于同濕法脫硫工藝相比，此項技術(shù)無論在投資方面還是在運行費用方面，均具有較大的優(yōu)勢，故在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。隨著大型煙氣循環(huán)流化床脫硫裝置的生產(chǎn)和引進(jìn)，流化床的脫硫工作取得了較好的進(jìn)展，但此項工藝尚不具備同時脫硝的能力，這使得此技術(shù)的應(yīng)用前景收到了較大的局限，因此，本文則著重對煙氣循環(huán)流化床的同時脫硫脫硝技術(shù)展開研究，以期為拓寬此項技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域提供有價值的參考意見。

1 實驗研究

1.1 同時脫硫脫硝實驗

將流化床反應(yīng)器設(shè)定在一個內(nèi)經(jīng)3000mm、高5000mm的垂直圓筒當(dāng)中，在主體上設(shè)置溫度測點，在實驗過程中，應(yīng)用SO2、NO以及H2O和空氣的混合氣體對實際的煙氣進(jìn)行模擬，在對其進(jìn)行加熱后，送入流化床反應(yīng)器，將引風(fēng)機(jī)作為動力來源，整個系統(tǒng)在負(fù)壓下運行利用螺旋式給料機(jī)將高活性吸收劑添加至反應(yīng)器中，通過對加料斗中的加料口的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)整吸收劑的供給量。旋風(fēng)除塵器收集經(jīng)由反應(yīng)器反應(yīng)后而派出的固體物料，而后，固體物料經(jīng)由回料腿返回至煙氣流化床參與循環(huán)。需要說明的是，在實驗時，由高壓水泵產(chǎn)生的零劃水滴主要從流化床的底部進(jìn)入，從而對煙氣的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)出的SO2與NO的濃度，則主要由煙氣分析儀進(jìn)行測定[1]。

1.2 制備氧化劑高活性吸收劑

氧化性、高活性吸收劑的制備方法如下：將重量比為3∶1的粉煤灰和工業(yè)石灰計入水混合消化，溫度控制在90℃左右，在經(jīng)過6h的消化后烘干，向其中加入少量具有較強(qiáng)氧化性的錳鹽粉末,即M添加劑，在攪拌后，令其均勻分散在吸收劑的表面，并形成氧化點，最終，制得同時脫硫脫硝的氧化性、高活性吸收劑。

1.3 脫除效率確定與產(chǎn)物分析

通過對反應(yīng)系統(tǒng)中煙氣進(jìn)出口的NO和SO2濃度進(jìn)行測定，進(jìn)而確定脫除效率。借助電子顯微鏡對粉煤灰以及高氧化性、高活性吸收劑與反應(yīng)后的高氧化性、高活性吸收劑之間的卻別進(jìn)行觀察和分析，利用X射線能譜儀對表面成分分析，并以化學(xué)方法對脫硫、硝的相關(guān)產(chǎn)物進(jìn)行分析，借助鋅粉還原法對產(chǎn)物中硝酸鹽的含量進(jìn)行測定[2]。

1.4 反應(yīng)器固體顆粒物濃度

反應(yīng)器固體顆粒物的濃度的單位為kg·m-3，主要用來表示流化床脫硫、脫硝的具體效果，其計算公式為：反應(yīng)器中顆粒物的質(zhì)量與反應(yīng)器的體積之比。

2 實驗結(jié)果分析

2.1M添加劑含量對流化床脫硫脫硝的影響

實驗結(jié)果表明，錳鹽粉末,即M添加劑的添加多少以及是否添加并不能夠?qū)α骰裁摿虻男Чa(chǎn)生過多影響，但卻能夠顯著影響NO的脫除效果，具體影響表現(xiàn)為：當(dāng)M添加劑的含量較低時，煙氣循環(huán)流化床的脫硝效率升高，而M添加劑含量達(dá)到1.6%時，流化床脫硝效率達(dá)到轉(zhuǎn)折點，而后，隨著M添加劑量的逐漸增加，脫硝效率的增長也趨于平緩，導(dǎo)致此結(jié)果的原因為，以錳鹽為主要成分的M添加劑在制備過程中，高度分散到活性吸收劑表面，從而增加了“氧化點”的數(shù)量，而當(dāng)添加劑含量較低時候，整個脫硝過程實際上是由NO向NO2轉(zhuǎn)化的過程，由于“氧化點”隨著含量的升高而增多[3]。因此，NO的轉(zhuǎn)化率也出現(xiàn)大幅提升，由此表現(xiàn)出良好的脫硝效果；而當(dāng)添加劑含量繼續(xù)升高至1.6%時，附著于吸收劑表面的“氧化點”接近飽和，故此時，繼續(xù)增加添加劑含量，流化床的脫硝效率雖有增長，但卻不如先前明顯。

2.2 煙氣停留時間對流化床脫硫脫硝的影響

在煙氣的停留時間方面，隨著其停留時間的延長，流化床同時脫硫、脫硝的效率也呈現(xiàn)出逐漸增加的變化趨勢，與脫硫效果相比，其脫硝效率隨煙氣停留時間的變化更為明顯，導(dǎo)致此結(jié)果的原因在于，煙氣在反應(yīng)器中的長時間停留，使得其與高活性吸收劑之間的接觸更加充分，由此提高了流化床脫硫脫硝的效率，而對于NO而言，因其自身是難溶于水的，且無法被吸收劑吸收，只有將其轉(zhuǎn)化為同類的高價化合物，即NO2方能夠達(dá)到脫硝的目的。當(dāng)煙氣的停留時間較長時，較多的NO發(fā)生氧化作用而轉(zhuǎn)化為NO2，從而被吸收劑吸收，以達(dá)到良好的脫硝效果。但值得注意的是，若煙氣的停留時間過長，則需要增加反應(yīng)器的容量，從而影響技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，故將煙氣的最佳停留時間確定為2.4s。

3 結(jié)語

本文以煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫硝技術(shù)作為主要研究對象，以實驗的方式對對流化床同時脫硫脫硝實驗做出詳細(xì)探究，研究結(jié)果表明，M添加劑含量對煙氣循環(huán)流化床的脫硫效率并無影響，而對其脫硝效率卻具有顯著影響，且隨著添加劑含量的降低，脫硝效率上升幅度和速度較大，當(dāng)添加劑含量為1.6%時，脫硝效率達(dá)到最高；而煙氣停留時間越長，則流化床脫硫脫硝的效果越好?？梢?，未來加強(qiáng)對煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫硝技術(shù)的研究和應(yīng)用力度，對于提高脫硫、脫硝效率和工業(yè)生產(chǎn)效率具有重要的現(xiàn)實意義。

[1]葛能強(qiáng).煙氣循環(huán)流化床一體化脫硫、脫硝技術(shù)[J].江蘇電機(jī)工程，2006，03（12）：64-66.

[2]韓穎慧.基于多元復(fù)合活性吸收劑的煙氣CFB同時脫硫脫硝研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2012.

[3]殷旭.液相添加劑半干法同時脫硫脫硝實驗研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2012.