摘要:目前国内化工业的发展是迅速的,社会对能源也有着非常高的需求,大量的化工生产使有害气体不断产生,很多气体一旦不经过处理排放到空气中,对环境会造成一定程度上的污染,如今人们不断强化环保意识,尤其是在化工生产方面,烟气需要进行脱硫技术的处理,这样可以让污染的问题得到缓解,以往使用的脱硫技术已经随着不断推出的新方法以及新技术得到了改进。
关键词:脱硫;脱硝;除尘;一体化技术
前言
对于电厂锅炉来说,烟气除尘技术和脱硫脱硝技术的应用优势主要体现在以下三个方面。首先,这两项技术不需要使用复杂的技术工艺,且便于应用,不会耗费更多的人力物力。我国的电厂在应用这两项技术的时候,由于操作流程比较简单,已经能够实现整体自动化操作。而电厂锅炉的操作人员只需要负责操作温度以及酸碱度等重要参数控制工作。其次,烟气除尘技术与脱硫脱硝技术在使用过程中不会花费过多的费用,应用成本较低。这是因为这两项技术在应用过程中不包括复杂的操作工艺,耗费的人力物力非常有限,因此很容易实现成本控制。第三,这两种技术的应用范围相对广泛,能够适用于各种类型的电厂锅炉,且在使用期间不会对锅炉装置产生不良的影响,相对来说比较环保。
1脱硫脱硝除尘技术
1.1催化烟气脱硫技术
如今各国在脱硫技术方面不断研究出新的方法,但原理其实还是比较一致的。循环干法技术就是比较先进的技术。这是一种脱硫技术方面非常有代表性的,使用干态消石灰粉与二氧化硫进行反应,用多次循环的方式,让吸收剂与烟气之间有更长时间的接触,从而让脱硫的效果更加显著,这种干法脱硫已经是比较成熟,在国内有100多家企业在对这种技术进行运用。
1.2催化烟气脱硝技术
催化烟气脱硝技术是利用催化还原和臭氧氧化2种原理。前者就是把还原剂氨气烟道中,经过催化剂将有害气体转变为氨气和水。这种技术对温度还是有着非常高的要求,同时在温度较高的时候,就会让催化剂燃烧以及结晶。而在温度低的时候催化剂则是会因为活性降低失去作用。后者是美国现阶段在运用的一项技术,是可以将臭氧作为反应物,与一氧化氮之间反应,转变为氮氧化物,然后二氧化硫和氮氧化物就会转化成溶于水物质,从而实现脱硝。
1.3催化烟气除尘技术
催化烟气除尘技术包括静电除尘以及气固分离技术,静电除尘就是借助电压来制作出高压电,在电场中催化剂就会带电,从而可以借助正负电荷的原理,让催化剂颗粒吸附,进行集中回收。后者则是一种物理处理技术,是借助过滤的原理实现对烟气的除尘,这种方法的原理是比较简单的,但是在操作上还是有着一定的复杂之处。
2脱硫脱硝除尘一体化技术及其优缺点
2.1 SDA-SCR法脱硫脱硝技术
SDA-SCR法是目前焦炉烟气脱硫脱硝技术中应用最广泛、工程案例最多的技术之一,其主要原理是:以碳酸钠溶液或石灰浆液为脱硫剂,采用SDA(旋转喷雾干燥)方式进行半干法脱硫,烟气中的SO2与雾化成小液滴的脱硫剂进行反应,在脱除SO2的同时液滴迅速蒸发为盐颗粒,经中低温SCR脱硝除尘一体化装置喷氨将烟气中的NOx还原为N2和H2O的同时,过滤除去烟气中的颗粒物,最终烟气达到超低排放,经烟囱排入大气。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工艺的主要优点是:采用先脱硫后脱硝的工艺,避免了烟气中少量SO3与NH3反应生成黏稠的NH4HSO4堵塞SCR催化剂微孔;颗粒物、SO2、NOx等可达到国家超低排放标准,且NOx的脱除效率可通过增加催化剂层数的方式升级提高;采用SDA的方式脱硫烟气温度可控制在10~20℃,减少了SCR脱硝段烟气升温的加热煤气消耗;可保障焦炉烟囱排烟温度大于130℃,并长期处于热备状态。但同时,该工艺也存在着SDA核心设备需要进口,喷雾干燥形成的粉状盐颗粒在烟气中水分含量高,温度较低时容易潮解堵塞布袋和管道、催化剂蜂窝,日常清理维护工作量大,以及能量利用效率高,烟气排放温度较低的焦炉需要更多的燃气对烟气进行补热,成本偏高,脱硫灰需要单独无害化处理等缺点,需要进一步工艺优化。
2.2 SCR脱硝+氨法脱硫技术
SCR脱硝+氨法脱硫工艺的基本原理是:先对烟气喷NH3进行SCR脱硝,然后烟气经除尘、净化、换热后进入脱硫塔,在氧化风机鼓入空气氧化的情况下,氨水与烟气并流反应,生成硫铵颗粒,含硫铵颗粒的脱硫浆液去焦化硫铵系统结晶生产硫铵,而烟气经再次换热升温后经焦炉烟囱排入大气。该工艺的主要优点是:采用先脱硝后脱硫的工艺,可充分利用焦炉烟气的初始温度,脱硝效率较高;脱硫使用焦化厂自有的氨水资源。缺点是:易发生NH4HSO4堵塞SCR催化剂的现象;烟气中的氨逃逸指标难以控制,产生的部分(NH4)2SO4气溶胶难以脱除。
2.3活性焦一体化脱硫脱硝技术
活性焦一体化脱硫脱硝是利用活性焦具有的高比表面、高孔隙以及孔隙表面局部缺陷的催化特性对烟气中的颗粒物、SO2及NOx进行一体化脱除的工艺。
其工艺流程为:先对焦炉烟气喷氨并充分混合,然后经废热锅炉将烟气温度降至150℃左右,逆流通过吸附塔,在塔内烟气中的SO2被活性焦吸附,NOx则在活性焦催化下与氨发生还原反应生成N2和H2O,颗粒物等则被活性焦床层捕获截留。反应后的乏活性焦从吸附塔底排出,进入解析塔,在400℃左右解析出SO2气体后得到再生,再生后的活性焦重新进入脱硫脱硝循环。该技术在安钢、沙钢等企业的焦炉得到工程应用,污染物排放指标可达国家超低排放标准,但也存在NH4HSO4堵塞的问题。
2.4低温有机催化脱硫脱硝除尘一体化技术
低温有机催化脱硫脱硝除尘一体化工艺的基本原理是:烟气经余热回收系统降温至170℃后,在烟气中通入O3,将烟气中的NO氧化为NO2/N2O3,烟气进入洗涤塔内,与塔上段喷淋的混有氨水并含有亚砜官能团的有机催化剂逆流接触,同时在塔顶喷淋工艺水对烟气除尘洗涤。烟气中的SO2和NO2/N2O3先与水反应生成H2SO3和HNO2,这2种弱酸会与亚砜形成稳定的缔合物而被吸收进入油相,并逐步被烟气中的残余O2氧化为H2SO4和HNO3,进而在塔底与亚砜解缔重新进入水相,并与氨生成(NH4)2SO4和NH4NO3,经三相分离后浓缩进入焦化厂硫铵系统制肥,有机催化剂则循环使用。经水洗的烟气经过多级除尘除雾后,换热到130℃,经原焦炉烟囱排入大气。该技术在山西某焦化厂得到了工程化应用,烟气排放指标可达国家超低排放标准。与其他技术相比,该技术工艺较为复杂,且涉及到气、油、水三相间的反应,增加了焦化厂的污水处理量。此外,虽然有机催化剂的沸点高达300℃且黏度较高,但难以避免会有微小液滴形成气溶胶而被净烟气夹带进入大气。
结束语
综上所述,在新时期工业企业发展必须提高对烟气综合治理工作的重视程度,要积极引进应用先进的脱硫脱硝除尘一体化技术,在充分保障烟气脱硫脱硝工作质量和效率的同时,提升烟尘粒子的处理水平,避免烟气粒子对大气环境产生严重污染。工业企业要组建完善技术人才队伍,加大脱硫脱硝技术应用研究力度,优化改善脱硫脱硝除尘一体化技术,提高企业烟气综合治理水平。
参考文献
[1]陈新顺,张欢.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术解析[J].山东工业技术,2019(05):196.
[2]郭伟平.火力电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术分析[J].能源技术与管理,2018,43(05):148-150.
论文作者:王群
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签:烟气论文; 技术论文; 催化剂论文; 焦炉论文; 工艺论文; 活性论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第21期论文;