【摘 要】火电厂所排放的氮氧化物,是污染大气的主要来源。如何在节能减排理念下,降低氮氧化物的排放量,是当前亟需解决的问题。本文主要阐述了烟气脱硫脱硝技术理念,探讨了脱硫脱硝技术的发展趋势,期望对火电厂脱硝脱硫技术应用,提供参考价值。
【关键词】脱硫脱硝一体化;发展趋势;脱硫;脱硝;
一、脱硝技术及运用
(一)脱硝技术分析
降低氮氧化物的污染,主要办法有两种,即烟气脱硝技术、炉内脱硝技术,其中烟气脱硝技术目前最常用的方法,而烟气脱硝技术的主要研究趋势为选择性催化还原技术,当下烟气脱硫脱硝一体化技术主要有两种,一种是同时脱硫脱硝技术,另一种是联合脱硫脱硝技术。
在燃烧前、中以及后,可以采用氮氧化物进行脱氮,当前应用脱氮较多的是在燃烧后以及过程中,燃烧中脱氮通常采用的技术有低NOx技术,有效减少燃烧期间的NOx量,主要方法有二次燃烧、改良燃烧器、降低燃烧空气温度以及炉内脱硝等。燃烧后脱氮主要是在烟气中进行,这种方法也被称之为烟气脱硝,液体吸收法、液膜法、液体吸收法这几种主要方法。
1.低NOx燃烧技术。改变燃烧方式以及燃烧条件,来限制NOx量,使得燃料中N向着NOx的方向转变,燃烧条件的改变方法,主要有缩短空气预热、降低空气比、降低燃烧室热负荷三种方法,来限制NOx的产生。燃烧方式的改变方法有低NOx燃烧器、烟气再循环法、二段燃烧法三种方法。
2.烟气脱硝技术。此种技术分为干式、湿式两种脱硝法,主要有液膜法、吸收法和相反应法等多种办法,其中气反应法有脉冲电晕、电子束照射法等几种,由高能电子形成自由基,将NO转变为NO2,之后与NH3、H2O互相作用,产生NH4NO3化肥;选择性催化性法,通过催化或者是非催化的条件下,对NOx进行无害还原N2;液体吸收法,可以通过稀硝酸、谁等来吸收NOx,且应用宽泛,但是NOx溶于水的几率不是很多啊,所以脱硝成效比较低。吸附法则是通过活性炭、分子筛等方式进行吸附,且效率极高,不过吸附量有限,而且吸附剂需求量较大,因此应用具有局限性。国外常用的一种脱硝技术就是液膜法,此种方法对NOx有吸附作用的液体,均能够用作液膜,与脱氮菌加碳源相符合的条件下,采用微生物法,以NOx作为氮源,对NOx进行无害处理N2。
(二)脱硝技术的应用现状
我国当下应用烟气脱硝技术的难度较大,而且价格十分昂贵,比如德国、日本等国家才安装了烟气脱硝设施,我国的经济实力无法满足烟气脱硝设置安置要求,在实行方面,也存在的较多的不足。不过我国的脱硝市场行业的发展,潜力巨大,且前景非常可观,有多数环保公司以及科研单位,正在对脱硝相关技术进行研发。目前,选择性催化还原法SCR是我国最主要的脱硝技术。
二、脱硫脱硝一体化技术的发展趋势及运用
(一)联合脱硫脱硝技术及运用
1.SNOX技术。该技术所采用的设施比较商业化,尺寸大小不会影响到脱硝脱硫期间的化学机理,因此,此种技术在大部分锅炉中得到了广泛的应用。SNOX技术达到了90%的脱硫率以及95%的脱硝率,而且只需要氮气这一种化学品,维护费用以及运行费用均十分合理,可靠性较高,不过此种此技术也有一定的不足,就是需要大量的投资成本,且能耗大,因此此种技术可用于硫酸室且排放要求较高的条件下。
2.SNRB技术。此种技术所需空间不需要太大,且对锅炉运行没有严重的影响,纳基吸附剂的使用,能够实现理想化的脱硝脱硫成效,并且尾部腐蚀的概率不高,但是此种技术对80%以上的脱硫率,经济性较低,可应用于相对较低的脱硫率机组。
3.NOx/SO2。此种技术可以用于中小型燃煤机组,由燃尽风、低NOx燃烧器、选择性非催化还原等集中技术构成的NOx/SO2干式一体化技术,具有良好的经济性。
4.活性炭脱硫脱硝技术。此种技术与吸附塔的活性炭液化床吸附器机理差不多,且再生之后的活性炭还能进行二次利用,能够达到90%的脱硫率。
5.烟气脱硫脱硝一体化技术。通过氮气,把NOx变化为水、N2,烟气脱硝脱硫之后,与石灰作用而转变为石膏,通过分离得到粉煤灰,还能实现良好的综合利用,此技术能有效处理二次污染,脱硝脱硫率的要求非常高。
(二)同时脱硫脱硝技术及运用
1.干式工艺:第一,电子束照射法,我国应用较为广泛,与典型感性喷雾干燥法相类似,两种效率优良,且能够同时进行脱硫脱硝,不会产生废渣、废水,副产品还能作为化肥,操作简单,不会发生堵塞、泄漏问题。第二,脉冲电晕法,此种方法属于等离子法,通过高压脉冲电源,进行放电,最终对电子进行活化,遏制烟气气体化学反应,脱硫脱硝的效率与电子束照射方相同。第三,NOx/SO2,这种再生技术能够达到90%以上的SO2净化率,但是此项技术所需要的吸附剂量较大,能耗大且资本投入较大。第四,活性炭脱硫脱硝氮法。通过回收、吸附的方式进行脱硫脱硝,在稳定的条件下,能够达到95%的脱硫率以及90%的脱硝率。
2.湿式工艺:第一,氯酸氧化工艺,碱式吸收塔、氧化吸收塔为此种工艺最主要的两部分,均可达到90%以上的脱硝脱硫率,同时还可以脱除气体中的毒性元素,此种工艺还正在不断的摸索。第二,湿式结合吸收工艺,经过湿式洗涤系统结合脱硫工艺,能够实现65%的NOx以及95%的SO2脱除效果,当前这一工艺正在积极的研发中。第三,CombiNOx工艺,能够实现90%的脱氮率,且脱硫率为99%,脱除后,亚硫酸盐混合物以及硫酸盐的解决问题,尚在探索阶段。
总结:
火电厂中,氮氧化物的存在,通过脱硫脱硝一体化技术,能够有效降低NOx量,因为脱硫脱硝技术,各自优势不同,所以,针对工程项目实际情况来选择合适的脱硫脱硝技术。
参考文献:
[1]杨垒.火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J].科技风,2014,18:46-47.
[2]王海峰.火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J].科技资讯,2015,23:37-38.
论文作者:王少宗
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/3
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