李長(zhǎng)青
摘 要:脫硫脫硝是火電廠煙氣處理中的重要內(nèi)容,對(duì)降低環(huán)境污染意義重大。在科技發(fā)展推動(dòng)下,如何實(shí)現(xiàn)火電廠煙氣脫硫脫硝一體化受到越來(lái)越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。本文對(duì)火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)相關(guān)原理進(jìn)行分析,探討不同煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),為其更好的應(yīng)用到火電廠煙氣處理中提供參考。
關(guān)鍵詞:火電廠;煙氣;脫硫脫硝一體化;技術(shù);探析
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.138
近年來(lái),我國(guó)環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重,霧霾天氣時(shí)常出現(xiàn),給人們敲響了加強(qiáng)環(huán)保的警鐘。為防止火電廠煙氣污染,火電廠應(yīng)做好脫硫脫硝技術(shù)技術(shù)研究,穩(wěn)步推進(jìn)煙氣脫硫脫硝的一體化技術(shù)的應(yīng)用,以更好的去除煙氣中的有S、N等有害元素,降低火電廠煙氣給環(huán)境帶來(lái)的污染。
1 催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù)
催化氧化法脫硫脫硝一體化技術(shù)指,SO2和NO混合含塵煙氣經(jīng)強(qiáng)氧化劑氧化后,送入吸收塔,在有機(jī)催化劑作用下,和堿液發(fā)生中和反應(yīng)實(shí)現(xiàn)SOx與NOx同時(shí)脫出的一種技術(shù)。
1.1 脫硫反應(yīng)原理
SO溶于水后形成亞硫酸,其與有機(jī)催化劑(LCO)結(jié)合形成穩(wěn)定絡(luò)合物。在氧化空氣的氧化作用下生成硫酸,與催化劑分離后和氨水結(jié)合,生成硫酸銨,結(jié)晶干燥處理后形成副產(chǎn)物硫酸銨化肥。具體反應(yīng)方程式為:
H2SO3+LCO→LCO·H2SO3
2LCO·H2SO3+O2→2LCO+2H2SO4
H2SO4+2NH4OH→(NH4)2SO4+2H2O
1.2 脫硝反應(yīng)原理
在強(qiáng)化劑作用下NO生成NO2,與水發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸,與催化劑結(jié)合后生成穩(wěn)定絡(luò)合物,通入氧化空氣后生成硝酸,與催化劑分離后和氨水結(jié)合生成硝酸銨,結(jié)晶干燥處理生成硝酸銨化肥。整個(gè)過(guò)程反應(yīng)方程式為:
2NO+H2O2→N2O3+H2O
HNO2+LCO→LCO·HNO2
2LCO·HNO2+O2→2LCO+2HNO3
HNO3+NH4OH→HN4NO3+H2O
1.3 系統(tǒng)構(gòu)成及優(yōu)點(diǎn)
催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)較多,包括吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)、催化劑及粉塵分離系統(tǒng)、強(qiáng)氧化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)等。該種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)突出,主要體現(xiàn)在:脫硫效果好,SO2的排放濃度小于50mg/Nm3;低溫脫硝效率高,超過(guò)80%;無(wú)廢水排放,可無(wú)害化處理產(chǎn)生的重金屬,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
2 活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)
2.1 活性炭吸附
煙氣中SO2在一級(jí)炭床中被活性炭吸附,并在催化劑作用下氧化成SO3,與煙氣中的水反應(yīng)生產(chǎn)硫酸。同時(shí),期間約占5%總量的NOx被活性炭還原為N2,方程式為:
2NO2+2C→2CO2+N2
煙氣在未進(jìn)入二級(jí)炭床時(shí),和氨進(jìn)行混合,使得煙氣中的NO和氨發(fā)生反應(yīng):
6NO+4NH3→5N2+6H2O
2.2 活性炭解吸
在400℃溫度條件下,吸附(NH4)2SO4、NH4HSO4、H2SO4的活性炭解吸后再生,經(jīng)冷卻與處理后,還可再次利用。
2.3 硫回收
SO2與CO、CH4、H2S等強(qiáng)還原劑發(fā)生反應(yīng),被還原成S元素。同時(shí),在有催化劑條件下,SO2被氧化成SO3,溶于水形成硫酸。
研究發(fā)現(xiàn),火電廠采用活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)效果明顯,優(yōu)點(diǎn)突出,主要體現(xiàn)在:在脫硫脫氮的同時(shí),可很好的去除煙氣中的重金屬以及其他污染物;脫除產(chǎn)物的被有效利用,沒(méi)有廢水處理問(wèn)題,不會(huì)給環(huán)境造成二次污染;不會(huì)給系統(tǒng)造成腐蝕且不需對(duì)煙氣進(jìn)行再加熱處理。
3 電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)
該技術(shù)向鍋爐排煙噴入氨氣并照射電子束,可將煙氣中的NOx、SO2去除,脫除效率高,分別為80%、90%。采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)回收氮肥。
電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:一方面,在一套設(shè)備中便可完成脫硫脫硝過(guò)程,不僅反應(yīng)迅速,而且具有較高的脫除效率,尤其比較適合處理SO2、NOx濃度較高的煙氣。另一方面,該種技術(shù)應(yīng)用的處理方式為干式處理,無(wú)需排水處理裝置,不會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。同時(shí),產(chǎn)生的副產(chǎn)品可直接用作化肥,不會(huì)產(chǎn)生廢棄物。但需要注意電子束運(yùn)行時(shí),為防止給人體造成損害需采取相關(guān)的措施進(jìn)行防護(hù)。
4 結(jié)論
火電廠在為社會(huì)生產(chǎn)供應(yīng)電能上發(fā)揮重要作用,為確保其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,降低所排煙氣污染物意義重大,尤其實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫脫硝一體化,不僅提高脫除效率,而且降低煙氣處理投入。本文通過(guò)研究得出以下結(jié)論:
(1)催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù),不僅脫硫效果好,而且低溫脫硝效率超過(guò)80%,對(duì)硫含量變化適應(yīng)能力強(qiáng),因此,可通過(guò)使用高硫燃料降低運(yùn)行成本。
(2)活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)主要借助活性炭顯著的吸附能力
,并且通過(guò)吸解可實(shí)現(xiàn)二次利用。
(3)電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)應(yīng)用物理與化學(xué)相結(jié)合原理,同時(shí)脫出煙氣中的硫、氮。盡管其初期投資較大,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,經(jīng)濟(jì)價(jià)值依然可觀。
參考文獻(xiàn):
[1]曾八路生.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)探析[J].石化技術(shù),2018,25(01):68.
[2]雷攀,孫劍峰.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)分析[J].化工管理,2018(02):128.
[3]馬浩棟,虞鋼.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(11):167.