鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)研究

黃麗麗

摘 要：鍋爐煙氣中含有大量的硫氧化物和氮氧化物，這兩種氧化物會造成嚴(yán)重的空氣污染，因此我們應(yīng)該加快研究鍋爐煙氣的脫硫脫氮技術(shù)。本文就聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)的原理進(jìn)行了概述，其次分別講解了爐內(nèi)脫硫脫氮技術(shù)、尾部煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益評價與展望，從而為脫硫脫氮技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐煙氣；聯(lián)合；脫硫脫氮；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.062

0 引言

鍋爐消耗最多的能源是煤炭，煤炭燃燒會釋放大量的硫氧化物和氮氧化物，會造成嚴(yán)重的空氣污染問題。但是煤炭資源多，成本低，一直受工業(yè)技術(shù)的青睞，因此我們應(yīng)該加快研究鍋爐煙氣的脫硫脫氮技術(shù)。單獨(dú)的脫硫脫氮技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，但所用的設(shè)備增多，處理成本高，效果不明顯。聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)效果明顯，且設(shè)備費(fèi)用低，所占的面積小，運(yùn)行方便。因此鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)是現(xiàn)在和未來的研究重點(diǎn)。

探究快速高效的聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)已經(jīng)成為人類日趨緊迫的任務(wù)，并且也是國內(nèi)外凈化煙氣的總趨勢。聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)有很多種，但是最為普遍和行之有效的有兩種，一種是爐內(nèi)脫硫脫氮技術(shù)，另一種是尾部煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)。

1 技術(shù)原理概述

鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)以化學(xué)分析中的氧化分解理論為基礎(chǔ)，利用鍋爐燃煤產(chǎn)生的灰渣和飛灰作為“介質(zhì)”，使灰渣或飛灰中含有的金屬離子與SO2、NOx發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶于酸的堿性金屬離子和過度金屬離子。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行中所發(fā)生的固、氣、液系列物理—化學(xué)變化，不外加藥劑，脫除煙氣中的SO2、NOx等有害物質(zhì)。

2 爐內(nèi)脫硫脫氮技術(shù)

國內(nèi)外一直在尋找一種可以提高煤炭燃燒率，減少煙氣污染的新技術(shù)。潔凈煤技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。潔凈煤技術(shù)又主要包括五種。

第一種為循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，它是利用流化床自身的特點(diǎn)，比如說溫度均勻，可以讓煤與吸附劑接觸的范圍變大，這樣可以提高煤炭的燃燒率，也可以去除煙氣中的二氧化硫，同時由于在這過程中溫度低，氮氧化物不宜形成。在此循環(huán)流化床技術(shù)中有一種為增壓的循環(huán)流化床技術(shù)，它主要是給流化床增壓，然后將煤與附加劑在一起放在里面進(jìn)行燃燒，這種技術(shù)所需的溫度不高，因此氮氧化物也不宜形成，但是由于我國對氮氧化物的排放量要求越來越嚴(yán)格，所以不應(yīng)該僅局限于減少其產(chǎn)生的途徑，還應(yīng)該想辦法消除煙氣中已產(chǎn)生的氮氧化物，比如說往流化床懸浮段噴入氨 ，可以顯著降低氮氧化合物的排放量。第二種技術(shù)為煤炭的加氫熱解技術(shù)，它是將煤炭在加入氫氣的情況下，高效的將固體煤轉(zhuǎn)化為液體燃料，實(shí)現(xiàn)脫硫，產(chǎn)生潔凈能源。它開始時脫硫效果不明顯，后來變化為多段的脫硫技術(shù)，但是它需要消耗大的成本，再后來有人提出了富含氫氣和甲烷的焦?fàn)t煤氣代替純氫進(jìn)行加氫熱解。第三種技術(shù)為爐內(nèi)加有機(jī)鈣脫硫脫氮技術(shù)，它是將垃圾在高溫的情況下進(jìn)行分解，在此過程中會產(chǎn)生一種物質(zhì)，它是有機(jī)油，它會與此過程中的鈣化物產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生有機(jī)鈣，有機(jī)鈣在燃燒過程中，活性大，會與氮氧化物與硫氧化物的反應(yīng)更加充分。第四種技術(shù)為SOXAL 凈化技術(shù)，它是在鍋爐內(nèi)同時進(jìn)行尿素/甲烷噴射的鈉基循環(huán)凈化系統(tǒng) 。在此過程中利用的與二氧化硫反應(yīng)的物質(zhì)為亞硝酸鈉，因?yàn)檫@種物質(zhì)無論是在酸的狀態(tài)與堿的狀態(tài)都可以與二氧化硫反應(yīng)，產(chǎn)生不污染空氣的物質(zhì)。第五種技術(shù)為燃?xì)庠贌c吸附噴射技術(shù)，它是將兩種技術(shù)結(jié)合達(dá)到更高效的脫氮脫硫技術(shù)，該技術(shù)成本低，實(shí)用性大。

3 尾部煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)

尾部煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)主要包括活性炭法、循環(huán)流化床聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)、基于液相溶液的聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)、半干噴霧脫硫脫氮技術(shù)和高能輻射-化學(xué)脫硫脫氮方法。

活性炭法是主要是利用活性炭可以吸附二氧化硫，并且是氨氣與氮氧化物反應(yīng)的催化劑，雖然這樣可以達(dá)到脫氮脫硫的目的，但是其成本高，且效率相比其他技術(shù)要低。循環(huán)流化床聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)在爐內(nèi)脫硫脫氮技術(shù)中已經(jīng)講過，只是放置的位置不同，但是都是利用的流化床傳熱快、溫度均勻和固體與氣體接觸范圍大的特點(diǎn)?；谝合嗳芤旱穆?lián)合脫硫脫氮技術(shù)包括雜多酸化合物溶液脫硫脫氮法和德國AMASOXI 方法。雜多酸化合物溶液脫硫脫氮法是鉬硅雜多酸與二氧化硫產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生的化合物又與氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氮?dú)獾募夹g(shù)。AMASOXI法是利用氨氣與二氧化硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，利用催化劑與氮氧化物產(chǎn)生反應(yīng)。半干噴霧脫硫脫氮技術(shù)包括干法石灰噴霧技術(shù)和堿性水噴霧脫硫脫氮技術(shù)。堿性水噴霧脫硫脫氮技術(shù)主要利用二氧化硫與氮氧化物成酸性，酸堿反應(yīng)的原理。高能輻射-化學(xué)脫硫脫氮方法包括脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術(shù)和其他高能輻射方法。脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術(shù)加入氨氣，可以提高脫硫的效率。

4 經(jīng)濟(jì)利益評價與展望

大家都十分關(guān)注鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)研究， 現(xiàn)在已經(jīng)具有較為完善的經(jīng)濟(jì)利益評價系統(tǒng)，具體的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)已經(jīng)成為煙氣處理的大的趨勢，但是由于聯(lián)合技術(shù)所用的設(shè)備費(fèi)用高，運(yùn)行不穩(wěn)定等特點(diǎn)，并沒有得到大范圍的推廣。在我國，氮氧化物的處理問題已經(jīng)提上了日程，所以研究出符合我國國情，成本低的聯(lián)合脫氮脫硫技術(shù)是大氣污染控制領(lǐng)域里的重點(diǎn)課題。

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